3种混炼单元加工聚合物混合性能的模拟对比

采用屏障单元、混沌单元和叶片单元,应用聚合物流体动力学软件Polyflow,对这3种新型混炼单元加工聚合物的混合性能进行模拟与对比分析。结果表明,叶片单元的混合指数大于屏障单元和混沌单元,3种新型混炼单元流道内的物料均以拉伸作用为主,流道内拉伸作用强度最大的是叶片单元;混沌单元的停留时间期望值大约为4 s,屏障单元的大约为5 s,叶片单元的大约为6 s,叶片单元对物料的分布混合效果相对较好;叶片单元的拉伸作用明显高于屏障单元和混沌单元;3种新型混炼单元的瞬态混合效率从高到低依次是叶片单元、屏障单元、混沌单元,屏障单元的时均混合效率始终高于混沌单元,叶片单元随着轴向位置的增加对物料混合性能的影响越来越显著。     

流体动压轴承Reynolds方程的求解及其承载能力的计算

本文采用有限差分方法将Reynolds方程离散化,应用超松弛迭代求解轴承的压力分布,并阐述了计算流体动压轴承静特性的过程和应该注意的问题,以包角180°的轴承为例,分析了各种因素对轴承承载能力的影响。     

不同错列角三角形转子作用下的分布混合数值模拟

以高黏度牛顿流体为研究对象,采用数值模拟方法研究了不同错列角的三角形转子搅拌作用下的腔内的混合过程。根据运动转子的对称性和周期性,用瞬态有限元法(FEM)结合网格叠加技术(MST)计算了三分之一的周期。提出了一种基于周期速度场的四阶Runge-Kutta算法。采用Poincaré截面、拉格朗日相干结构和混合方差指数等对混合进行表征。结果表明,不同错列角对混合和能耗的影响不明显,所有的混合情况都接近于相同的混合方差指数的渐近值,并具有相似的混合机制,属于部分混沌混合,贴近转子各边嵌入了规则的层流KAM(Komogorov-Arnold-Moser)岛。     

可倾瓦气体动压轴承瓦背气膜影响的探讨

本文推导了可倾瓦气体动压轴承的瓦背气膜动特性系数的计算公式,并介绍限计算方法,通过计算结果分析,对弹性支在和刚怀支承的瓦块的瓦背气膜效应进行了深入探讨。     

多物理场耦合叶片塑化单元聚合物混合性能研究

阐述了聚合物叶片注塑成型机的结构组成和工作原理,通过叶片塑化单元转子模型及本构方程的表征,分析了该单元聚合物熔体拉伸流动特性和混合性能。结果表明,叶片塑化单元的流场为拉伸与剪切复合流场,混合指数值高达0.945,叶片两边的强拉伸流场区域黏度值较低,具有较强的拉伸作用,可以提高聚合物的塑化混合性能和熔体流动性;叶片单元的混合指数多分布在0.5~0.6之间,而螺杆元件的混合指数多分布在0.4~0.5之间,螺杆元件在产生拉伸流场方面远低于叶片单元;动态时叶片塑化单元的拉伸速率比稳态时的大,随着振动强度的增加,该单元拉伸速率和平均拉伸混合效率提高,但是动态时的振动强度不宜过大。因此,采用叶片塑化单元及多物理场耦合开发的叶片注塑成型机优于传统注塑成型机。     

全电动注射成型机控制系统设计

介绍了采用多片MCS-51单片机设计分布式全电动注射成型机的控制系统。详细介绍了分布式系统中各节点单片机的系统组成。采用单片机的数据总线来实现多片单片机的信息交换,并且在I2CEEPROM中开辟共享区域,利用虚拟的I2C总线与多片单片机连接,从而实现多机信息交流与资源共享。该系统结构简单,数据传送高速可靠、抗干扰性强。     

基于POLYFLOW双转子连续混炼机混炼形态模拟

通过运用有限元分析软件POLYFLOW对双转子连续混炼机的混炼形态进行三维等温模拟分析,并对比分析混炼段流场的流体速度、剪切速率和混合指数对混合效果的影响。结果表明,流场z向速度参数在转子螺棱交汇区出现负值,即存在有返混作用的回流流动;并且在螺棱顶部和料筒壁之间流体速度和剪切速率均达到最大值,在熔体流动区域混合指数大部分区域大于0.5。     

同向非对称双螺杆混合石墨增强导热高分子材料性能研究

选用粒径为15 μm的鳞片石墨和3 μm的氧化铝(Al2O3)为导热填料,采用新型同向非对称双螺杆挤出机为加工设备,在石墨填充量为10 %（质量分数,下同）而Al2O3填充量为10 %~50 %范围内,制备聚丙烯(PP)/Al2O3和PP/Al2O3/石墨导热高分子材料并进行性能测试。结果表明,添加少量石墨,在Al2O3填充量低时可增强导热高分子材料的拉伸强度,石墨与Al2O3的混杂减缓了拉伸强度下降的速率,改善了导热高分子材料的弯曲和冲击性能;PP/Al2O3/石墨的熔体流动速率比PP/Al2O3的小,PP/Al2O3/石墨比PP/Al2O3的负载热变形温度升高约15 %。     

新型混炼组件加工聚合物混合性能模拟对比

以聚碳酸酯(PC)为模拟材料,分别采用复合组件和屏障组件,应用聚合物流体动力学软件Polyfl ow,对这两种新型混炼组件加工聚合物的混合性能进行模拟与对比分析。结果表明,复合组件和屏障组件的流场都以拉伸作用为主,复合组件内流场的最大拉伸强度要高于屏障组件;复合组件流场中粒子受到的最大剪切速率相对比较小,最大剪切速率主要集中在小于400 s-1的区域,在最大剪切速率大于400 s-1的区域,屏障组件内流场受到的剪切作用强度要略高于复合组件;复合组件和屏障组件的分布混合性能相差不大,屏障组件对物料的拉伸作用要强于复合组件,分散混合效果更好,复合组件对物料的混合效率要好于屏障组件。     

振动力场作用下聚合物熔体流场的理论研究

介绍了聚合物电磁动态成型加工的特点，推导出振动力场作用下简单剪切流动中聚合物熔体的速度、剪切速率和剪切应力的计算公式，通过对动态流场的理论计算与分析表明，振动力场对于提高聚合物成型加工的综合性能具有显著效果。