熔体粘弹性流变性能参数对聚合物共挤成型离模膨胀影响的数值分析 被引量：3

1

作者 周国发 周文彦 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期144-150,共7页

共挤成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的挤出胀大,使得根据共挤制品的形状设计相应的共挤定型口模在工程上仍是一项技术挑战,文章基于这一技术问题,建立了全三维稳态等温粘弹性共挤成型的理论模型,并通过DEVSS/... 共挤成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的挤出胀大,使得根据共挤制品的形状设计相应的共挤定型口模在工程上仍是一项技术挑战,文章基于这一技术问题,建立了全三维稳态等温粘弹性共挤成型的理论模型,并通过DEVSS/SU,Mini-Element法和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有限元数值算法,并通过有限元数值模拟,系统研究了粘弹性流变性能参数对共挤成型离模膨胀的影响规律,通过理论分析,揭示了其离模膨胀机理。研究表明,共挤口模芯壳层熔体离模膨胀是由于口模出口处的二次流动引起,口模出口处的芯壳层熔体的第一、第二法向应力差随着芯壳层熔体松弛时间增加而增加,其口模出口处的二次流动增强,从而导致共挤口模芯壳层熔体离模膨胀随着芯壳层熔体松弛时间的增加而增加。 展开更多

关键词 粘弹性 共挤成型 数值模拟 离模膨胀

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚合物多层共挤成型离模膨胀过程的三维黏弹性数值模拟 被引量：2

2

作者 周文彦 周国发 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期3033-3041,共9页

共挤成型中,聚合物黏弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的离模膨胀,使得根据共挤制品的形状设计相应的共挤定型口模在工程上仍是一项技术挑战。基于这一技术问题,通过建立的稳态有限元数值算法,系统研究了过程参数和黏弹性流变... 共挤成型中,聚合物黏弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的离模膨胀,使得根据共挤制品的形状设计相应的共挤定型口模在工程上仍是一项技术挑战。基于这一技术问题,通过建立的稳态有限元数值算法,系统研究了过程参数和黏弹性流变性能参数对共挤成型离模膨胀的影响规律和机理。研究结果表明,多层共挤口模芯壳层熔体离模膨胀是由熔体的二次流动引起,主要取决于芯壳层熔体二次流动的方向与强度。熔体二次流动的方向与第二法向应力差的正负号有关,而熔体二次流动的强度则与第二法向应力差大小呈正比。芯层熔体的离模膨胀与口模出口和混合区进口处芯层熔体向外的二次流动强度呈正比,而壳层熔体的离模膨胀取决于壳层熔体内外界面向外的二次流动的相对强度。研究还表明芯、壳层熔体及口模整体的离模膨胀随着壳层熔体黏度的增大而增加,而随着壳层熔体进口流量的增大而减小。 展开更多

关键词 黏弹性 共挤成型 数值模拟 离模膨胀 机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

熔体挤出速度对共挤吹塑型坯离模膨胀影响的数值模拟 被引量：2

3

作者 周国发 王梅媚 张宇 《中国塑料》 CSCD 北大核心 2014年第7期65-71,共7页

基于三维非等温黏弹性熔体多相分层流动有限元数值模拟技术,模拟研究了熔体挤出速度对多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀和初始温度场的影响规律,揭示了型坯离模膨胀的产生机理。结果表明,多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀是由熔体的二次流动... 基于三维非等温黏弹性熔体多相分层流动有限元数值模拟技术,模拟研究了熔体挤出速度对多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀和初始温度场的影响规律,揭示了型坯离模膨胀的产生机理。结果表明,多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀是由熔体的二次流动诱发而产生,与熔体流出机头进入自由膨胀段的二次流动强度成正比,而其二次流动强度随着熔体挤出速度的增大而增强,因而导致环坯离模膨胀随着熔体挤出速度的增加而增大;多层共挤吹塑成型熔体的二次流动强度与其第二法向应力差成正比关联关系,这与Debbaut的试验研究结论完全吻合,表明二次流动是由第二法向应力差驱动而产生。 展开更多

关键词 共挤吹塑成型 挤出速度 黏弹性 离模膨胀 机理 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

异形医用双腔导管挤出离模膨胀变形机理与调控 被引量：5

4

作者 李福成 周国发 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期52-59,共8页

如何准确预测和精密调控异形医用双腔导管的离模膨胀变形是实现其精密成型的关键技术。通过传统和气辅精密成型的对比分析,研究表明离模膨胀变形是由熔体的第二法向应力差驱动的径向二次流动所诱发,传统挤出成型会产生较大的第二法向应... 如何准确预测和精密调控异形医用双腔导管的离模膨胀变形是实现其精密成型的关键技术。通过传统和气辅精密成型的对比分析,研究表明离模膨胀变形是由熔体的第二法向应力差驱动的径向二次流动所诱发,传统挤出成型会产生较大的第二法向应力差,第二法向应力差驱动诱发的径向二次流动是离模膨胀变形的直接驱动力,从而导致传统挤出成型的异形医用双腔导管不仅产生离模膨胀,而且还产生椭圆度误差,其最大离模膨胀比和椭圆度误差分别为1.86和6.3%。异形医用双腔导管的气辅精密挤出成型基本可以消除熔体的第二法向应力差,必然消除了挤出成型过程的径向二次流动,从而实现了异形医用双腔导管的精密控形。 展开更多

关键词 异形 医用 双腔导管 离模膨胀 机理 精密控型

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚氯乙烯通过矩形口模挤出时离模膨胀的研究 被引量：6

5

作者 郁文娟 《无锡轻工大学学报（食品与生物技术）》 CSCD 1996年第3期240-244,共5页

研究了ＰＶＣ材料通过矩形口模挤出时，口模的几何参数和剪切速率对离模膨胀的影响，并从理论上分析了其特征规律。

关键词 聚氯乙烯 挤出 离模膨胀

在线阅读 下载PDF 职称材料

气辅口模完全滑移挤出成型过程的三维等温黏弹性数值模拟研究 被引量：17

6

作者 胡晨章 周国发 +2 位作者 谭志洪 钟序光 蔡奎 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期48-52,共5页

基于先进气辅口模完全滑移挤出成型过程的特点 ,建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型 ,并通过DEVSS/SUPG等稳态有限元技术 ,建立了与该模型相适应的高效稳态有限元数值算法。通过数值模拟 ,研究了气辅口模完全滑移挤出成型机... 基于先进气辅口模完全滑移挤出成型过程的特点 ,建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型 ,并通过DEVSS/SUPG等稳态有限元技术 ,建立了与该模型相适应的高效稳态有限元数值算法。通过数值模拟 ,研究了气辅口模完全滑移挤出成型机理 ,并给出了不同材料流变性能与其离模膨胀形貌的规律性关系 ,还揭示了其影响机理。数值模拟结果与R .H .Liang的实验结论相吻合。 展开更多

关键词 气辅口模完全滑移 离模膨胀 黏弹性 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维粘弹性异型材气辅挤出成型过程的数值模拟研究 被引量：5

7

作者 周国发 周文彦 胡晨章 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期198-203,共6页

在挤出成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的离模膨胀,使得生产尺寸精确且形状复杂的聚合物异型材在工程上仍是一项技术挑战。文章提出了一种高效节能,且能消除离模膨胀,实现异型材尺寸精确自动控制的新型聚合物... 在挤出成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的离模膨胀,使得生产尺寸精确且形状复杂的聚合物异型材在工程上仍是一项技术挑战。文章提出了一种高效节能,且能消除离模膨胀,实现异型材尺寸精确自动控制的新型聚合物异型材气辅挤出成型工艺,并基于建立的描述其成型过程的三维等温粘弹性理论模型和稳态有限元数值算法,通过有限元数值模拟,系统研究了聚合物异型材气辅口模挤出成型过程的机理。通过与传统异型材挤出成型对比分析,揭示了聚合物异型材气辅口模挤出成型工艺消除离模膨胀和翘曲变形的机理。研究结果表明,异型材气辅挤出成型离模膨胀率,随进口流量的增加而不变,这为实现挤出的高速化生产的实现提供了技术前提条件。此外,随着松弛时间的增大,口模出口附近气辅段的第一法向应力差增加,从而导致离模膨胀和两侧壁向内的翘曲变形均增大。 展开更多

关键词 气辅挤出成型 数值摸拟 离模膨胀 异型材 机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

异型材挤出成型过程三维等温黏弹性的数值模拟 被引量：3

8

作者 郭吉林 周国发 +1 位作者 周勇飞 闫丽 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第10期58-63,共6页

针对异型材挤出成型流动过程的特点,基于PTT黏弹性本构模型,经合理假设,建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型,并通过DEVSS／SUPG、最小元法Mini-Element和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有... 针对异型材挤出成型流动过程的特点,基于PTT黏弹性本构模型,经合理假设,建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型,并通过DEVSS／SUPG、最小元法Mini-Element和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有限元数值算法,并以此通过有限元数值模拟,系统研究了松弛时间和进口流量对异型材挤出成型过程的影响,得出了离模膨胀随松弛时间、进口流量增大而增大的规律。并通过理论分析,揭示了第一法向应力差决定离模膨胀的机理。数值模拟结果与传统的挤出实验研究结论相吻合。 展开更多

关键词 挤出成型 数值模拟 离模膨胀 第一法向应力差

在线阅读 下载PDF 职称材料

计算流体力学在口模设计中的应用 被引量：12

9

作者 彭炯 陈晋南 《现代塑料加工应用》 CAS 2001年第6期31-33,共3页

利用计算流体力学软件包Polyflow,对非牛顿聚合物熔体离开正方形口模的挤出胀大行为进行了详细的讨论。为得到截面为正方形、十字形的挤出件,对相应的口模进行了数值设计。应用计算流体力学(CFD)软件可以对口模的尺寸作出数值预测,减少... 利用计算流体力学软件包Polyflow,对非牛顿聚合物熔体离开正方形口模的挤出胀大行为进行了详细的讨论。为得到截面为正方形、十字形的挤出件,对相应的口模进行了数值设计。应用计算流体力学(CFD)软件可以对口模的尺寸作出数值预测,减少凭经验修模的次数,缩短开发周期,降低成本。 展开更多

关键词 计算流体力学 离模膨胀 口模设计 数值模拟 塑料加工 挤出成型

在线阅读 下载PDF 职称材料

马鞍型异型材挤出成型过程三维等温粘弹性的数值模拟 被引量：3

10

作者 周国发 纪占国 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期37-40,共4页

基于PTT粘弹性本构模型,通过马鞍型异型材挤出成型过程的全三维稳态等温有限元数值模拟,系统研究了聚合物粘弹性流变性能参数和成型工艺参数对异型材口模挤出成型过程的影响规律,并揭示了其影响机理。研究结果表明,聚合物异型材口模挤... 基于PTT粘弹性本构模型,通过马鞍型异型材挤出成型过程的全三维稳态等温有限元数值模拟,系统研究了聚合物粘弹性流变性能参数和成型工艺参数对异型材口模挤出成型过程的影响规律,并揭示了其影响机理。研究结果表明,聚合物异型材口模挤出离模膨胀是由口模出口处的二次流动引起,离模膨胀比随着口模出口处的二次流动强度增加而增大。聚合物异型材口模挤出离模膨胀随着进口流量和聚合物熔体松弛时间的增加而增加,而随着聚合物熔体材料常数和粘度比的增大而减小。 展开更多

关键词 聚合物异型材 挤出成型 数值摸拟 离模膨胀 机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚合物异型材气辅口模挤出成型气辅滑移对异型材挤出胀大的影响 被引量：1

11

作者 闫丽 周国发 +1 位作者 周勇飞 郭吉林 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期60-64,共5页

基于流变学和流体动力学理论,经合理假设,建立了描述异型材气辅口模挤出成型过程的三维等温黏弹性理论模型,并通过 DEVSS/SUPG、最小元法 Mini-Element 和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有限元数值算法... 基于流变学和流体动力学理论,经合理假设,建立了描述异型材气辅口模挤出成型过程的三维等温黏弹性理论模型,并通过 DEVSS/SUPG、最小元法 Mini-Element 和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有限元数值算法,并以此通过有限元数值模拟,系统研究了聚合物异型材气辅口模挤出成型过程的机理。研究结果表明:在异型材的挤出成型过程中,随着滑移系数的增大,离模膨胀也增大。聚合物异型材气辅挤出成型能基本消除挤出成型中的离模膨胀和翘曲变形。同时,解决了由于离模膨胀和翘曲变形引起的挤出口模难于设计的技术难题。 展开更多

关键词 气辅挤出成型 数值摸拟 离模膨胀 异型材

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚合物中空型材气辅挤出三维黏弹数值模拟 被引量：1

12

作者 任重 黄兴元 柳和生 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1128-1135,共8页

根据中空型材的结构特点,利用三维等温微分黏弹有限元方法,对中空"回"型截面型材的4种聚合物熔体挤出方式(无气辅、内/外壁单气辅和内外壁双气辅挤出)在口模内外的流动场进行数值模拟,得到4种挤出方式的离模膨胀率、压力场、... 根据中空型材的结构特点,利用三维等温微分黏弹有限元方法,对中空"回"型截面型材的4种聚合物熔体挤出方式(无气辅、内/外壁单气辅和内外壁双气辅挤出)在口模内外的流动场进行数值模拟,得到4种挤出方式的离模膨胀率、压力场、速度场、剪切速率和法向应力场分布情况。研究结果表明:对于内/外壁单气辅挤出,由于内/外壁面的压力、速度、剪切速率和应力场分布不对称,使得挤出熔体容易出现突出的膨胀/收缩现象;虽然无气辅挤出的各种物理场数值相对较大,但由于内外壁面产生的物理场均存在相互反作用,离模膨胀效应却不是特别严重;而内外壁双气辅挤出,由于熔体内外壁均满足完全滑移条件,使得压力、法向速度、剪切速率和应力场均为0,离模膨胀效应得到有效消除。 展开更多

关键词 聚合物 气辅挤出 离模膨胀 有限元 三维黏弹数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚合物挤出口模设计的数值研究进展 被引量：2

13

作者 陈晋南 彭涛 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期19-24,共6页

综述了国内外数值研究聚合物挤出口模设计的进展。在壁面无滑移条件下,早期数值模拟了聚乙烯、硬质聚氯乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯和橡胶等聚合物挤出口模挤出过程,优化设计了棒材、管材、板材和异型材的挤出... 综述了国内外数值研究聚合物挤出口模设计的进展。在壁面无滑移条件下,早期数值模拟了聚乙烯、硬质聚氯乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯和橡胶等聚合物挤出口模挤出过程,优化设计了棒材、管材、板材和异型材的挤出口模。近年来,数值研究壁面滑移条件和工艺条件对口模流道内熔体流场的影响,深入研究制品的离模膨胀行为。研究表明,改善壁面条件有助于减小聚合物制品的离模膨胀比,有利于提高制品品质。 展开更多

关键词 数值模拟 挤出口模 壁面滑移 离模膨胀

在线阅读 下载PDF 职称材料

气辅共挤出界面位置对挤出胀大的影响 被引量：6

14

作者 邓小珍 柳和生 +2 位作者 黄益宾 黄兴元 李孟山 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期114-118,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 气辅共挤 离模膨胀 非等温 界面位置 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

转矩流变仪在管材专用PE-RTⅠ型料加工性能研究中的应用 被引量：2

15

作者 马小伟 闫维鹏 +1 位作者 王博 吴春霜 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2020年第3期44-48,共5页

采用转矩流变仪评价管材专用耐热聚乙烯(PE-RT)Ⅰ型料的加工热稳定性,表征了树脂的剪切黏度随加工温度、螺杆转速的变化趋势,评价了树脂的加工性能。结果表明:4种管材专用PE-RT加工性能优异;DGDZ3606在强剪切时黏度最低,DNGCL-2黏度最高... 采用转矩流变仪评价管材专用耐热聚乙烯(PE-RT)Ⅰ型料的加工热稳定性,表征了树脂的剪切黏度随加工温度、螺杆转速的变化趋势,评价了树脂的加工性能。结果表明:4种管材专用PE-RT加工性能优异;DGDZ3606在强剪切时黏度最低,DNGCL-2黏度最高,DNGCL-3和DNGCL-1基本相当,处于中间水平;DGDZ3606离模膨胀最明显,但高速挤出过程的稳定性更优。 展开更多

关键词 耐热聚乙烯 热稳定性 离模膨胀 剪切黏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚合物动态流变仪数据采集系统研制 被引量：2

16

作者 吴上生 李群华 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期60-62,共3页

介绍聚合物流变测量的目的和方法、聚合物动态流变仪的功能及应用计算机技术开发的聚合物动态流变仪数据采集系统的功能结构。详细论述了在Delphi环境下使用16路12位数据采集卡PCL-1710L组成的数据采集系统及高速数据采集技术。利用该... 介绍聚合物流变测量的目的和方法、聚合物动态流变仪的功能及应用计算机技术开发的聚合物动态流变仪数据采集系统的功能结构。详细论述了在Delphi环境下使用16路12位数据采集卡PCL-1710L组成的数据采集系统及高速数据采集技术。利用该仪器可以测量聚合物在稳态和动态挤出过程中的流动速率、压力降、离模膨胀和表观粘度等。 展开更多

关键词 动态流变仪 聚合物 系统研制 DELPHI环境 数据采集系统 数据采集技术 数据采集卡 流变测量 功能结构 技术开发 流动速率 挤出过程 表观粘度 离模膨胀 计算机 12位 压力降 仪器

在线阅读 下载PDF 职称材料

高聚物熔体锥形收敛流场分布的影响因素数值分析

17

作者 任重 黄兴元 柳和生 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期52-59,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 压力分布 法向速度 剪切速率 有限元分析 离模膨胀

在线阅读 下载PDF 职称材料