邓小珍
,
柳和生
,
黄益宾
,
黄兴元
,
章凯
高分子材料科学与工程
在等温理论模型得到实验验证的基础上,运用有限元方法对i形多层共挤口模进行了三维非等温粘弹数值模拟研究,对比分析了传统共挤和气辅共挤成型时口模内的流场和口模外离模膨胀及界面形状的异同.研究结果表明,熔体流率的变化对传统共挤和气辅共挤成型过程中壳层和芯层的离模膨胀现象均有较大影响,但对异型材整体离模膨胀现象影响不明显;气辅共挤不仅能有效减小甚至消除传统共挤过程中的离模膨胀现象,而且具有显著的节能效果;共挤口模出口处剪切速率和二次流动最大值处即为制品变形最严重处.
关键词:
挤出胀大
,
数值模拟
,
粘弹性
,
气辅共挤
何建涛
,
柳和生
,
黄兴元
,
邓小珍
,
黄益宾
高分子材料科学与工程
应用有限元分析方法,采用Giesekus本构方程,对L型双层共挤模型进行了三维粘弹等温共挤出数值模拟,分析了2种不同进料方案下传统共挤和气辅共挤口模出口面的速度场、剪切速率场以及挤出胀大和变形情况.研究表明,异型材传统共挤的挤出胀大和变形受进料方案的影响,而气辅共挤则不受其影响.异型材传统共挤在口模出口面速度的非均匀分布是导致挤出胀大和变形的主要原因;气辅共挤口模出口面速度分布均匀,无胀大和变形,说明气辅共挤能消除异型材传统共挤中的挤出胀大和变形.
关键词:
气辅共挤
,
挤出胀大
,
异型材
,
粘弹流动
,
数值模拟
邓小珍
,
柳和生
,
黄兴元
,
黄益宾
,
万齐访
高分子材料科学与工程
基于流变学基本方程和PTT本构方程,建立了三维粘弹曲线型塑料异型材包覆共挤成型数值模型,运用有限元方法对数值模型进行了模拟计算,分析研究了气体辅助工艺对曲线型异型材共挤成型过程中挤出胀大、扭曲变形及口模内流场分布的影响.研究结果表明,传统共挤成型时,共挤制品的挤出胀大及变形、口模内熔体速度场、压力场、剪切速率及应力场等的分布均随着壳层熔体黏度的变化而变化,而气辅共挤成型时,共挤制品的挤出胀大和变形现象以及口模内熔体流场的分布均与芯壳层熔体的物性无关,能实现制品截面形状和尺寸与口模截面形状和尺寸保持一致的精密共挤.
关键词:
曲线型异型材
,
气辅共挤
,
粘弹性
,
挤出胀大
,
数值模拟
邓小珍
,
柳和生
,
黄益宾
,
黄兴元
,
何建涛
高分子材料科学与工程
采用PTT本构方程和Arrhenius黏度对温度依赖方程,运用有限元方法,对低密聚乙烯(LDPE)/高密聚乙烯(HDPE)熔体的共挤过程进行了三维非等温粘弹数值模拟,对比分析了两熔体在传统和气辅共挤过程中的速度场、剪切速率分布和层间界面形貌.研究表明,气辅共挤成型在口模出口处不存在二次流动,且在挤出方向流速均匀,剪切速率分布均匀且数值比传统共挤小得多,说明气辅共挤能有效消除传统共挤过程中的挤出胀大和界面偏移现象.
关键词:
气辅共挤
,
非等温
,
粘弹流动
,
挤出胀大
,
数值模拟
邓小珍
,
柳和生
,
黄益宾
,
黄兴元
,
李孟山
高分子材料科学与工程
基于聚合物流变学理论,运用有限元方法,建立了半圆形共挤口模成型的理论模型,并对理论模型进行了数值模拟,研究了口模入口端熔体层间界面位置及熔体入口流率对共挤出胀大和熔体层间界面位置的影响.研究表明,气辅共挤过程中,当两熔体流率相等时,使得两熔体入口面积近似相等的r值(共挤口模入口处界面位置)能将熔体的离模膨胀率降为零值,同时保证熔体层间界面位置稳定;当两熔体流率不等时,熔体离模膨胀率随着自身流率的增大而增大,随着另一熔体流率的增大而减小,界面位置则向流率较低的一侧偏移.
关键词:
气辅共挤
,
离模膨胀
,
非等温
,
界面位置
,
数值模拟
柳和生
,
邓小珍
,
黄益宾
,
黄兴元
,
赖家美
高分子材料科学与工程
将气体简化为广义牛顿流体,并作为单独一层,针对矩形气辅共挤口模,建立了三维粘弹有限元模型,对理论模型进行了数值计算,研究了气体压力对气辅共挤成型界面形貌的影响及形成稳定气垫层所需最小气体压力与气垫层厚度和熔体流率的关系.研究表明,当稳定气垫层形成后,随着气压力或气垫层厚度的增大,共挤制品挤出胀大率减小,粘性包围程度增大;形成稳定气垫层所需的最小气体压力随气垫层厚度的增大而减小,随着熔体流率的增大而增大.
关键词:
气辅共挤
,
气垫层
,
牛顿流体
,
界面形貌
,
数值模拟
黄益宾
,
柳和生
,
黄兴元
,
熊爱华
高分子材料科学与工程
基于流变学基本方程和Phan Thien—rranner（PTT）本构方程，建立了矩形截面双层型材口模气辅共挤出和传统共挤出的三维非等温粘弹有限元模型，使用粘弹应力分离法（EVSS）、非协调流线迎风法（SU）等有限元方法数值模拟了两种聚合物熔体在口模内的流动过程，得到了气辅共挤和传统共挤层间界面的三维形貌图和剪切应力分布，对比分析了两种共挤界面的粘性包覆和剪切应力分布情况，研究结果表明，气辅共挤可使粘性包围程度减小60％以上，界面剪切应力峰值减小30％以上，气辅共挤将能有效改善共挤制品层厚分布均匀性及界面稳定性。
关键词:
气辅共挤
,
有限元
,
非等温
,
粘性包覆
,
界面稳定性
黄益宾
,
柳和生
,
熊爱华
,
余忠
高分子材料科学与工程
基于流变学基本方程和Phan Thien-Tanner(PTT)本构方程,针对不同气体入口位置,建立了矩形截面双层型材气辅共挤出的三维非等温粘弹有限元模型;使用粘弹应力分离法(EVSS)和非协调流线迎风法(SU)等有限元方法,对共挤界面进行了数值模拟,分析了气体入口位置对界面粘性包覆及剪切应力的影响规律.结果表明,随着气体入口位置与口模入口面之间距离的增加,界面粘性包覆程度和气体入口处界面上的剪切应力峰值均增大,而共挤界面上最大剪切应力值均在口模入口面上,其大小与气体入口位置几乎无关.先汇料后进气的气辅口模结构不利于共挤制品界面质量控制.
关键词:
聚合物
,
气辅共挤
,
气体入口
,
界面
,
数值模拟
黄益宾
,
柳和生
,
黄兴元
,
徐磊
高分子材料科学与工程
以一矩形截面共挤型材为例,采用Gesekus本构方程和Navier滑移模型建立数值模型,使用EVSS、SU等有限元方法对气辅共挤和传统共挤时两种聚合物熔体在口模内外的等温粘弹流动做了三维数值模拟,得到了气辅共挤和传统共挤时的挤出胀大率、速度场、应力场及剪切速率分布.对模拟结果进行了分析和时比,结果表明,气辅共挤能消除挤出胀大和模外熔体偏转流动现象;气辅共挤时两相熔体的速度场均匀一致,熔体流动稳定,呈柱塞状挤出;熔体表面的切向和法向应力为零,因而可有效提高挤出速率,并防止制品表面"鲨鱼皮"现象的出现.
关键词:
挤出胀大
,
气辅共挤
,
粘弹流动
,
有限元方法
,
三维数值模拟
