注射充模过程的动态研究

作者设计了一种先进的动态分析测试系统,它实现了采样、分析,记录,绘图自动化。与现有测试方法相比它具有明显的优越性.利用该测试系统能定量分析整个充模过程。     

矩形腔中反应注射充模过程的数值模拟

<正>1 引言 反应注射充模（RIM）是由聚氨酯工艺发展起来的新型塑料成型方法,它具有模腔压力和进料温度低、节能、模具设备简单和产品性能优良等众多优点,特别适于生产大型塑料制件。近年来国际上已大量开展相关过程的流动和传热的数值模拟研究,以发展此一成型工艺的CAD/CAE工作。本文拟在过去对热注射充模（TIM）过程的流动和传热数值模拟研究的基础上,参考国外近年在RIM数值模拟方面的成就,对典型的端面进料矩形腔内RIM过程进行数值模拟研究。     

RIM充模过程数值模拟

用有限元法对RIM充模过程进行数值模拟．采取任意拉格朗日－欧拉法（ALE）处理流动前缘.并以边充模边划分网格的方法,使前缘边界条件得到较充分的满足．对不同操作参数下的RIM充模模拟结果进行了讨论、分析,得出选用薄腔、较快的充模速度以及适当较高的物料初始温度对RIM充模有利的结论,这对工业实践有重要的指导意义．     

注塑充模过程中温度场的数值分析

采用有限差分法对注塑过程中充填阶段的温度场的数值分析进行了研究,数学模型是基于非牛顿流体在非等温状态下广义Hele-Shaw流动,可预测非牛顿流体在任意形状薄壁型腔内流动时的温度场,对能量方程进行有限差分近似时,能量方程中的瞬态项和热传导项分别采用向后差分和隐式差分,为保证数值计算过程的稳定性,采用上风法处理对流项,还讨论了模温和流率对温度分布的影响。     

注塑充模流动过程灵敏度数值分析

从注塑模充模过程控制方程出发,建立了注塑成型充模过程物理场对设计参数瞬态连续灵敏度分析理论,得到了充模过程压力场、温度场、速度场等物理场对设计参数的灵敏度控制方程.数值分析沿用了注塑模流动分析的基本思想,压力灵敏度采用有限元法、通过对时间和厚度方向的差分求解温度灵敏度,借助于控制体积的概念得到运动边界灵敏度分析.数值算例分析了注射压力对注射流率、熔体温度的设计灵敏度,与数值实验吻合良好.     

橡胶注射充模过程的数值分析

借鉴塑料熔融注射技术，研究了胶料粘弹性引起的入口附加压力降和固体壁面滑移速度对充模过程的影响，从而建立了橡胶在薄矩形模腔内充模流动的数学模型。采用有限单元和有限差分混合方法求数值解。通过计算程序预测了充模过程中前锋线的移动及流动场，并根据模拟计算结果，分析讨论了各因素对充模压力的影响。     

热流道注射模中充模力的计算

就热流道注射模具,根据塑件形状不同,分析了熔体在等温流动和非等温流动时,流经不同位置时的压力损失。推导出了计算充模压力的数学模型。     

聚氨酯反应注射成型充模流动研究

聚氨酯原料体系反应注射成型（ＲＩＭ）制品在汽车构件、商用机器外壳等制造方面得到越业越广泛的应用，同时ＲＩＭ制品也朝着体积大、注射速度快的方向发展。但目前在模具设计及工艺参数选择中仍采用经验或尝试的方法，耗费大量人力物力。为此，本文对长扁平板模聚氨酯反应注射成型（ＲＩＭ）充模流动过程进行了实验研究并建立了计算模型。得出的压力计算公式与实验结果进行了对比。结果表明在弃模时间ｔｆ远小于凝胶时间ｔｑｍ时充     

注射成型充模过程的注射速度控制

采用反馈控制系统，设计了模糊控制器对注射机液压系统伺服阀的输入电流进行控制，使塑料熔体按照期望的注射速度进行充模，保证了制品质量。     

充模过程Foumtain区的流动分析

提出了一种研究和分析注塑充模过程中Ｆｏｕｎｔａｉｎ（喷泉）区流动的方法，得到充模过程的流线图、速度分布和压力分布的图形，从而使得充模过程数值化，对确定工艺条件和提高产品的产量和质量都有实际意义。     

反应注射成型充模过程驻留时间分析

在反应注射成型实际生产过程中，如何选择工艺参数是一个一直使操作者为难的问题。本文利用反应注射成型过程中驻留时间的概念，通过对喷泉流模型进行适当的简化分析，得出在ＲＩＭ充模过程中驻留时间与模腔无量纲纵向ｘ坐标和模腔厚度ｚ坐标之间的关系，并得出最大驻留时间线１＝２ｘ３（１－ｚ２），作出充模过程驻留时间分布曲线。忽略ＲＩＭ充模过程的热传导项，无量纲温度Ｔ与反应进度Φ相同，是流体在模腔内驻留时间线的等值线。将数值计算的反应进度值、温度值与模型计算作比较，基本符合，偏差的出现是由于模型中对前流区的简化处理，恒定粘度假设以及忽略热传导作用。为避免在充模过程中出现过早凝胶现象，在反应进度达到凝胶点时驻留时间不应大于１，这一结论有助于ＲＩＭ加工过程工艺参数的选择     

RIM充模过程中流动行为研究

本文采用无化学反应的低粘度流体进行ＲＩＭ充模过程的冷态模拟研究。考察了充模过程中的基本流动行为。对稳定铺展流、失稳流、射流和绕流等各种充模现象进行了描述、分析，并提出了各种流动行为的判别准则。     

金属粉末注射成型充模过程计算机模拟的研究

介绍了金属粉末注射成型技术的概念、工艺流程、工艺技术特点以及应用的领域：分析了粉末注射成型过程计算机模拟的意义，模拟研究的现状以及存在的问题.     

反应注射成型充模参数的选择

本文在分析聚氨酯反应注射成型反应动力学基本方程的基础上，对影响选择充模过程的主要因素进行了分析，并得出聚氨酯反应注射成型流动阶段充模区域图。     

塑料动态注射充模过程工艺参数的优化研究

运用了Taguchi方法研究了PP动态注射成型工艺参数对制品性能的影响。研究结果表明，在注射速度、保压压力、振动频率与振幅这四个工艺参数中，在所设定的工艺范围内，对制品性能影响比较明显的是振动频率与振幅。PP试样的冲击强度随振动频率改变而改变，且在10Hz左右存在一个最佳状态，冲击强度可以增加42％。拉伸性能随着振幅的增加基本上呈上升的趋势，极限拉伸应力最大增加8％，弹性模量最大可增加18．7％。在优化的振动工艺参数下，即在1～5Hz的频率段振幅对制品的拉伸性能的影响较之明显，在7～15Hz的频率段振动频率对制品的冲击性能的影响较显著。     

气体辅助注射成型充模流动CAE技术

在对气体辅助注射成型充填过程进行流动分析的基础上,开发了气体辅助注射成型充模流动ＣＡＥ软件,并给出了典型算例进行验证。     

充模过程熔接缝形成的数值模拟

本文在分析注塑周期熔接缝形成过程的基础上,在充模阶段,利用前沿区喷泉流动的概念,建立“喷泉遭遇流”的物理模型和数学模型,并运用MAC的数值差分方法模拟了“喷泉遭遇流”的流场。为深入了解注塑充模阶段熔接缝的形成机理提供了理论基础。     

注射充模过程可视化实验装置的研制

介绍了可视化技术在注射充模过程研究中的应用。在国外注射充模过程可视化模具基础上,通过对模具中玻璃形状的改进并采用插件形式的视窗,改善可视化模具的观察环境,降低了整套模具的加工难度与成本,设计制造出一套经济实用的可视化模具。为注射充模过程的可视化实验研究奠定了基础。     

注射成型充模流动模拟的边界元方法

有限差分法和有限元法用于注射成型充模过程数值模拟时，迭代过程和区域积分不可避免。本文通过对充模过程非线性压力控制方程的合理变换，将边界元方法引入充模过程的数值模拟，从而有效地避免复杂的迭代过程和区域积分。     

注射成型中充模阶段熔体喷泉流动的研究

建立了聚合物熔体充模流动的数学模型,并结合实验结果对充模流动中喷泉效应进行了分析,得到了一些结论。为整个充模过程的控制机理提供了理论依据,对控制注射工艺、模具设计有指导意义。