聚碳酸酯光学制品注塑成型的残余应力

采用单一变量实验考察了不同注射工艺参数对光学制品双折射的分布规律,通过应力-光弹定律计算了对称轴上残余应力值。用Moldflow软件对制品成型过程中型腔内流场进行模拟,分析了厚度方向应力的变化。结果表明,沿熔体流动方向上,制品残余应力是逐渐减小的,浇口附近有应力集中;在合理工艺范围内,适当提高成型温度和模具温度,延长保压时间和冷却时间有助于减小制品的残余应力,保压压力和注塑速度应适中才能改善制品的成型质量。     

注塑压缩成型工艺对聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯复合平板残余应力的影响EI北大核心CSCD

基于光弹法研究了聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两种材料的二次注射压缩成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及压缩距离等对PMMA-PC复合平板制件残余应力的影响。结果表明,随保压压力的增大、保压时间的延长,残余应力呈现先减小后增大趋势;增加熔体温度和压缩距离会降低复合平板内的残余应力。模具温度的升高会使复合平板的残余应力逐渐增大,原因在于模内不对称冷却加剧了复合平板内部的残余热应力,当模具温度为70～80℃时,复合平板内残余应力较小且分布均匀。所研究的工艺参数中,模具温度和熔体温度对复合平板的残余应力影响最为显著。     

注射成型工艺参数对聚碳酸酯残余应力的影响

采用正交实验法考察了不同注射成型工艺参数对聚碳酸酯(PC)残余应力的影响,结果表明:熔体温度对残余应力影响最大,冷却时间和模具温度次之,注射压力影响最小。熔体温度升高,分子链快速松弛,残余应力减小。同时试样浇口附近处的残余应力较大且分布集中,沿熔体流动方向,残余应力逐渐减小。对于不同成型工艺,残余应力的分布趋势基本相同。     

注塑压缩成型工艺对聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯复合平板残余应力的影响

基于光弹法研究了聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两种材料的二次注射压缩成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及压缩距离等对PMMA-PC复合平板制件残余应力的影响。结果表明,随保压压力的增大、保压时间的延长,残余应力呈现先减小后增大趋势;增加熔体温度和压缩距离会降低复合平板内的残余应力。模具温度的升高会使复合平板的残余应力逐渐增大,原因在于模内不对称冷却加剧了复合平板内部的残余热应力,当模具温度为70～80℃时,复合平板内残余应力较小且分布均匀。所研究的工艺参数中,模具温度和熔体温度对复合平板的残余应力影响最为显著。     

注射成型聚苯乙烯的取向和残余应力

设计带压力传感器和热电偶的矩形模具,进行聚苯乙烯不同工艺条件注射成型实验,通过测试双折射３个热直方向的分量,分析工艺条件对制品性能的影响。最后讨论注射成型制品中的取向分布和残余应力。     

二次注射成型工艺参数对PMMA-PC复合平板翘曲的影响

研究了基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)两种材料的二次注射成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及注射速率等对PMMA-PC复合平板制件翘曲量的影响。结果表明:随保压压力的增大,翘曲量呈现先减小后增大趋势;保压时间的延长则有利于减少复合平板的翘曲量,增加熔体温度和注射速率会增大复合平板的翘曲量。模具温度的升高会使复合平板的翘曲变形方向朝PMMA侧逐渐增大,模内不对称冷却引起复合平板内部的残余热应力成为翘曲量增大的主要原因,当模具温度为90℃时,复合平板基本无翘曲。所研究的工艺参数中,模具温度和保压时间对复合平板的翘曲影响最为显著。     

模具温度对高光注射成型制品表面沉降的影响

以自主设计的车载高光蓝牙外壳为例,对模具温度对高光注射成型制品表面沉降影响规律,相同及不同模温条件下其他成型参数对制品表面沉降影响规律进行成型模拟研究。结果表明:高光成型制品沉降指数明显小于普通成型,且随模具温度的升高呈准线性减小趋势;模具温度设定情况下,保压压力对制品沉降指数影响最大,熔体温度、注射压力和保压时间影响效应相当,冷却时间几乎不具影响;随着模具温度的逐步升高,制品沉降指数随熔体温度的升高、注射压力增大呈减小趋势,随着其他参数的变化则呈波动变化趋势,且均在塑料热变形温度附近达极限值。     

注射压缩成型与常规注射成型的模腔压力对比分析

在自主开发的注射压缩模具上安装模腔压力传感器,从工艺角度出发,对常规注射成型和注射压缩成型的模腔压力进行了工艺相关性的对比与分析。结果表明,注射压缩可有效降低注射压力和模腔压力,使模腔压力场更加均匀。常规注射成型中模腔压力受模具温度的影响最大,其次为熔体温度、保压时间和保压压力,而注射压缩成型中压缩速率对模腔压力的影响最大,其次为熔体温度和模具温度,压缩行程最弱。低残余应力与低翘曲变形进一步验证了注射压缩的技术优势和压力场特征,表明了模腔压力具有重要的工艺性能指导作用。     

RHCM成型工艺对制品复原性的影响

以自主开发的车用蓝牙高光模具和成型温控辅助装置为试验基础研究了高光注射成型(RHCM)工艺参数对制品型腔复原性的影响规律。结果表明,高光成型的高模温充型、保压及快速冷却等技术特点可更好地保证制品对型腔的高复制率;压力因素和温度因素对制品复制度的影响比较显著,而时间因素影响甚微;相对于普通成型,高光成型所需熔体温度和注射压力均有所提高,且保压时间对制品复制度的影响有所增加。通过对各工艺参数对浇注系统凝料影响研究发现,可采用提高成型温度的方法在不增加系统凝料的前提下大幅提高制品复制度。     

工艺参数对高光注射成型制品复制率的影响

以自主开发的车载高光蓝牙外壳模具和温控辅助装置为基础,研究了工艺因素对高光注射成型制品复制率的影响。结果表明,高光成型制品复制率随着模具温度的升高而准线性增大;模温设定条件下,保压压力对制件复制率的影响最大,其次是保压时间,冷却时间影响最小,熔体温度和注射压力的影响以塑料热变形温度为分界点,当模温低于该温度时注射压力的影响较大,反之则相反;随着模温逐步升高,熔体温度和注射压力对制品复制率影响小幅度增大,保压压力、保压时间和冷却时间的影响呈倒"V"型小幅度波动,且均在塑料热变形温度附近达极小值。     

碳纤维/环氧树脂预浸带铺放应力场及制品微观结构的模拟与实验

碳纤维/环氧树脂预浸带复合材料在铺放成型时,由于树脂基体与碳纤维之间的热膨胀系数存在差异以及成型时热-力参数作用下由于纤维的变形而导致纤维与基体接触处产生应力集中等原因,在制品材料中会产生热残余应力。针对碳纤维/环氧树脂预浸带复合材料的实际结构特点,利用ABAQUS有限元软件建立含有界面的碳纤维/环氧树脂预浸带复合材料的细观代表性体积单元(Representative volume element, RVE)有限元模型,采用实验研究和有限元仿真分析的方法,研究在温度-压力参数作用下预浸带铺放制品残余应力的分布规律及影响机理。首先,建立预浸带铺放时的温度和压力模型,研究不同温度和压力参数条件下碳纤维/环氧树脂预浸带铺放制品残余应力的分布情况。其次,采用耦合降温法模拟碳纤维/环氧树脂预浸带残余应力随纤维体积含量、铺放压力以及铺放温度的变化规律,并采用扫描电镜对不同工艺参数条件下预浸带铺放制品的微观结构进行分析。通过对模拟结果进行分析比较得到各因素对制品残余应力的基本影响规律;最后进行不同温度和压力等铺放参数对预浸带铺放成型时残余应力影响的实验测试研究。      

冷拉拔管棒材的残余应力测试与分析

用电阻应变片法测试了管棒材拉拔、矫和退火过程中产品表面残余应力,了管棒材残余应力随工艺参数变化的规律,结果表明,用不同变形方法生产管材,其表面残佟尖力相差很大。对制品采用去应力低温退火,在金属内部完成回复过程是减小制品残余应力最有效的措施。     

采用紫外光刻电铸技术的微型腔注塑成型

针对复杂微型腔制作的难点,基于紫外光刻电铸(UV-LIGA)技术和掩膜腐蚀的方法加工了细胞皿微型腔。以聚丙烯(PP)进行单因素充模流动工艺试验,通过极差分析,研究了注射速率、模具温度、熔体温度、保压压力和保压时间对微制品成型质量的影响规律。注射速率对提高充填率起主要作用,模具温度和熔体温度是次要因素,而保压压力和保压时间相对其它因素对充填质量影响较差,但必须保持在一个较高的水平。在获取优化工艺参数后,获得合格的制品。因此基于UV-LIGA技术和掩膜腐蚀的方法制作复杂结构微型腔对于微注塑成型是可行的。     

纤维含量对注塑制品残余应力影响的数值模拟

采用短纤维增强尼龙6复合材料,对带有半圆形缺口平板制件的注塑成型过程进行了模拟。以制件半圆形缺口附件的5个单元为研究对象,分别获得了不同位置上纤维取向和制件脱模时应力沿厚度方向上的变化,深入讨论了模具外形、纤维含量变化对纤维取向以及残余应力的影响。研究结果表明,随着纤维含量的增加,纤维间相互作用系数Ci减小,取向程度升高,皮层取向厚度减小,芯层取向厚度增加;纤维含量越高,制品冷却时沿厚度方向的压力幅值越大,残余应力沿厚度分布幅值也越大;制件形状的改变,影响了熔体流经此处的流动状态,同时也影响了缺口附件纤维取向以及残余应力。     

熔体温度对注射成型热塑性聚氨酯制件残余应力及外形精度的影响EI北大核心CSCD

采用光学双折射法研究注射成型过程中熔体温度对透明热塑性聚氨酯(TPU)弹性体平板制件残余应力的影响规律和作用机理。结果表明,TPU制件在近浇口区域的残余应力大于远浇口区域,整体残余应力随熔体温度上升而下降。通过对平行于熔体流动方向和垂直于熔体流动方向上的制件截面进行双折射测量发现,注射成型TPU制件具有明显的皮-芯结构和零应力层,且随熔体温度升高芯层厚度显著增加。残余应力分析结果表明在制件的芯层以流动残余应力为主,而皮层区域是流动残余应力和热残余应力叠加的结果。此外,制件的翘曲变形与残余应力的分布直接相关,TPU制件尺寸的改变主要是由于流动残余应力释放引起的。     

光纤布拉格光栅监测复合材料固化

复合材料层合板在固化成型过程中形成的残余应变和应力是影响材料质量的重要因素,它与预浸料铺层在固化工艺过程中产生的应变密切相关。在研究和测试了光纤布拉格光栅应变和温度传感器传感特性的基础上,将二者埋入复合材料预浸料铺层,在热压釜成型工艺过程中监测了材料内部的温度和应变发展历程,由此获得对称正交层合板的宏观残余应变。监测结果表明,单向和对称正交层合板在固化结束后都将产生收缩,对称正交层合板铺层内的残余应变平行于纤维方向为压应变,垂直于纤维方向为拉应变。光纤光栅传感器为复合材料固化监测及层合板残余应力分析提供了一种新的工具,为实现复合材料从制造到服役的全寿命、一体化监测提供了可能。      

基于数值模拟的注射成型聚碳酸酯热 /流动残余应力的壁厚特性

分别基于线性黏弹性模型和可压缩黏弹本构模型,采用相应的有限差分法和有限体积法作为控制方程的离散方法,以计算注射成型制品的流动残余应力和热残余应力.实现了对3 mm,7 mm和11 mm厚度注射成型聚碳酸酯平板的流动残余应力和热残余应力的数值模拟,并结合注射成型实验,分析了薄壁/厚壁制件流动残余应力、热残余应力和总残余应...     

304不锈钢薄壁管件纵缝焊接接头残余应力数值模拟研究

目的 采用数值模拟方法代替传统测量方法,以准确模拟不锈钢薄壁管件焊接接头残余应力分布规律及预热温度对焊接残余应力的影响规律。方法 采用TIG焊接方法对304不锈钢进行圆管纵缝焊接试验,以最优焊接工艺参数为基础,基于ABAQUS有限元仿真软件,采用热力完全耦合模型,在DFLUX子程序中运用Fortran语言对模型进行汇编以完成ABAQUS的二次开发,模拟薄壁管件纵缝焊接热力耦合过程,并在模拟结果上添加预热温度为150 ℃的预热工艺。结果 304不锈钢薄壁管件焊接过程中会产生较大的残余应力,局部区域接近管材的屈服应力。纵向残余应力趋于焊缝中心方向由压应力转化为拉应力,焊缝中心横向应力承受压应力,并且随着向焊缝两侧移动,横向残余应力值逐渐趋近于0。焊缝厚度方向上的径向应力值变化幅度较小。预热可以有效降低不同方向上的焊接残余应力,其中对纵向残余应力的改善最为明显。结论 数值模拟方法能够准确计算出不锈钢薄壁管件焊接接头残余应力分布,预热处理能够有效降低接头残余应力。     

碳钢热喷涂镍沉积凝固过程热力耦合场的数值模拟及温度应力场的分布规律

为了进一步弄清热喷涂残余应力产生的机理、预测与控制技术,以碳钢表面热喷涂镍为例,对镍沉积凝固冷却过程进行了合理的假设和简化。利用ANSYS平台,采用热力耦合计算,模拟了涂层冷却过程,获得了温度场和应力场分布规律,分析了涂层上某些特征点的温度和应力随时间变化的情况,并探讨了基体预热温度和涂层厚度对涂层/基体界面应力的影响。结果表明,涂层温度沿中心向边缘逐渐降低,随时间延长呈降低趋势;基体温度随时间的变化呈先增加后降低趋势;涂层主要承受残余压应力作用,随基体温度升高,残余应力呈减小趋势,随涂层厚度增加,残余应力呈增大趋势。     

模具温度对高光成型制品收缩影响试验

以自主开发的车载蓝牙外壳模具和温控辅助装置为试验基础,对模具温度对高光制品成型收缩影响规律、不同模温条件下其它参数对制品收缩影响规律、及保证相同品质条件下各参数随模温变化规律进行试验研究。结果表明,模具温度对制品收缩影响最主要特点是当模温提升至塑料热变形温度之后制品线收缩率明显减小;在相同模温条件下,压力和温度因素对制品收缩影响显著,而时间因素影响甚微;随着模温的逐步提升,在熔体温度、注射压力一定条件下,制品线收缩率呈小幅减小趋势,而对于保压压力、保压时间或冷却时间则呈"V"字型小幅波动变化。