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
张敏
,
黄传真
,
孙胜
,
贾玉玺
,
梁天将
高分子材料科学与工程
建立了两种聚合物熔体流经矩形流道共挤出的三维数值计算模型，采用有限元方法数值模拟了共挤出成型过程及胀大过程，得到了速度场、压力场、应力场，并利用数值计算方法得到了共挤出流动过程的可恢复弹性形变场，分析了挤出胀大率以及可恢复弹性形变的变化过程。结果表明，在共挤出流动的胀大段，共挤出界面的形状和位置发生了改变；经矩形流道共挤出得到的挤出胀大末端截面形状为不对称的鼓形；在共挤出界面附近可恢复弹性形变值存在极值，运用数值方法计算可恢复弹性形变可以对流动过程中可能存在的缺陷进行预测。
关键词:
聚合物
,
共挤出
,
挤出胀大
,
可恢复弹性形变
,
有限元方法
宋建辉
,
黄兴元
高分子材料科学与工程
采用数值模拟的方法对T型截面口模气辅挤出成型过程中滑移段长度、挤出流量和松弛时间对挤出物的变形和挤出胀大的影响进行了研究.结果表明,气辅挤出段长度的增加可以减小挤出物的变形和挤出胀大,减小挤出流量和松弛时间对变形和挤出胀大的影响,并且当气辅挤出段的长度增加到一定值后,挤出胀大比为1且不受松弛时间和挤出流量的影响,这个值随挤出流量的增加和松弛时间的延长而增加.
关键词:
气辅挤出
,
T型异型材
,
挤出胀大
,
长度
,
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
黄益宾
,
柳和生
,
黄兴元
,
赖家美
高分子材料科学与工程
采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构方程,建立了矩形截面共挤口模内外两种聚合物熔体流动的三维粘弹数值模型,有限元模拟了聚丙烯/聚苯乙烯(PP/PS)共挤过程中的挤出胀大现象,并用实验验证了模拟结果.研究表明:当入口体积流量相同时,两熔体挤出口模后会朝向黏度较高的PS熔体一侧偏转,型材截面呈非对称畸变.两熔体在垂直挤出方向上的速度分布导致了挤出胀大过程中熔体的偏转流动,而口模出口处的剪切速率分布基本决定了共挤型材截面的形状.实验结果与模拟结果基本相符,模拟所得挤出胀大率比实际值太8.6%.等温假设是影响共挤出胀大数值模拟准确度的主要因素.
关键词:
共挤成型
,
挤出胀大
,
有限元
,
三维粘弹模拟
,
PTT本构方程
任重
,
黄兴元
,
柳和生
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.03.009
在入口收敛流基本方程基础上,通过建立锥形入口结构和有限元网格模型,运用数值仿真方法,采用Cross本构方程和壁面无滑移模型,速度采用二次插值、压力采用线性插值和黏度牛顿迭代的有限元计算方法,对影响广义等温流动熔体在口模入口和出口区域的压力、速度和剪切速率分布的熔体材料、工艺参数和口模形状等因素进行了数值分析.研究结果表明,压力分布与熔体黏度、流动指数、松弛时间、入口流率和流道压缩比等有直接关系,而法向速度和剪切速率仅受入口流率的影响较大.通过对多个因素量化分析表明,压力分布随着熔体黏度、入口流率和流道压缩比的增大而增大,而随着流动指数和松弛时间的增大而减小,法向速度和剪切速率随着入口流率增大而增大;这些影响因素使得口模出口处压力、法向速度和剪切速率均不为零,从而引发离模膨胀等问题.
关键词:
压力分布
,
法向速度
,
剪切速率
,
有限元分析
,
离模膨胀
李永超
,
高雪芹
,
杨其
,
邓聪
,
张国翔
,
王海
,
胡湘琦
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.020
以某轮胎部件胶料的挤出过程为研究对象,采用Phan-Thien-Tanner (PTT)本构方程对挤出过程进行三维等温数值模拟.分析了胶料在挤出机内的流动情况,并考察分析壁面滑移系数、流量和牵引速率对出口速率分布和挤出胀大的影响.结果表明,在自由挤出的条件下,壁面滑移程度对胶料离开口模时的速率分布影响较大,主要表现为对挤出胀大的影响,而流量的变化对挤出胀大的影响较小;当施加牵引时,随着牵引速率的增加,挤出胀大比减小,当牵引速率超过一定范围后会导致挤出物的形状发生畸变.
关键词:
挤出成型
,
数值模型
,
速度分布
,
挤出胀大
邓钢
,
赵昕
,
张清华
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.07.019
建立三叶形喷丝孔的三维挤出膨胀模型,对聚酰胺酸(PAA)/二甲基乙酰胺(DMAC)体系纺丝液的挤出膨胀过程做了模拟分析.研究结果表明,纺丝液从三叶形口模挤出后呈非均匀膨胀,单叶的长轴和短轴膨胀比不同;提高牵伸比后丝条明显细化,但截面异形度变化不大;改善喷丝孔壁面条件可以使纺丝液挤出时的速度趋于平均并能有效减小膨胀比,挤出物的截面形状也更加接近喷丝孔.
关键词:
挤出膨胀
,
异形喷丝孔
,
干法纺丝
,
模拟
