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短玻纤增强聚丙烯水辅助注射成型纤维取向数值模拟 被引量：4
1
作者 张伟 柳和生 +3 位作者 黄兴元 余忠 章凯 陈忠仕 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期105-111,117,共8页
基于Folgar-Tucker纤维取向模型,利用Moldex3D对三维长直管件进行溢流法水辅助注射成型可视化研究。结果表明,在制品初始段位置的水道层区域纤维取向倾向于无序状态,而在制品的中间段及末尾段位置的纤维倾向于沿流动方向形成取向;通过... 基于Folgar-Tucker纤维取向模型,利用Moldex3D对三维长直管件进行溢流法水辅助注射成型可视化研究。结果表明,在制品初始段位置的水道层区域纤维取向倾向于无序状态,而在制品的中间段及末尾段位置的纤维倾向于沿流动方向形成取向;通过适当的增加注水延迟时间可以有效地改善制品初始段位置的纤维沿流动方向的取向。另外,还发现沿流动方向的纤维取向最有序的位置是靠近壳层位置的芯层区域;在制品的末端位置,注水压力、熔体温度显著影响纤维沿流动方向的取向。 展开更多
关键词 短玻纤增强聚合物复合材料 水辅助注射成型 纤维取向 数值模拟
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注气工艺对外部气体辅助注塑成型制品翘曲与凹痕的影响 被引量：10
2
作者 肖清武 柳和生 +2 位作者 黄益宾 余忠 黄东有 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期112-117,共6页
注塑制品翘曲变形与凹痕是2种严重缺陷,文中基于带加强筋平板制品实验研究了外部气体辅助注塑成型(EGAIM)中注气工艺参数对制品翘曲与凹痕的影响规律及原因。通过采用单因素方差分析阐明了气体注射延迟时间、气体保压压力及气体保压时... 注塑制品翘曲变形与凹痕是2种严重缺陷,文中基于带加强筋平板制品实验研究了外部气体辅助注塑成型(EGAIM)中注气工艺参数对制品翘曲与凹痕的影响规律及原因。通过采用单因素方差分析阐明了气体注射延迟时间、气体保压压力及气体保压时间对制品的翘曲与凹痕都有显著影响,其中气体注射延迟时间的影响最显著。制品翘曲与凹痕随注气工艺参数变化呈现不同特征:随着注射延迟时间的延长,制品翘曲与凹痕呈相反的变化趋势,制品翘曲变形减小而凹痕深度增加;提高气体保压压力,制品凹痕深度单调减小而翘曲呈“U”形曲线变化;增长保压时间,制品翘曲与凹痕都有减小的趋势。这些影响规律的总结为减小EGAIM制品的翘曲与凹痕提供了依据。 展开更多
关键词 外部气体辅助注塑成型 翘曲 凹痕 加强筋 单因素方差分析
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水辅注塑成型注射方法对方管纤维取向和收缩性的影响 被引量：4
3
作者 陈忠仕 柳和生 +2 位作者 余忠 章凯 张伟 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期112-119,共8页
基于聚合物复合材料黏弹性本构方程(White-Metzner方程)和流体动力学三大控制方程,采用改进的iARD-RPR纤维取向模型,以直线构成的方形截面管材为研究对象,运用有限体积法开发的软件,模拟分析了溢流法和短射法对制品纤维取向和收缩率的影... 基于聚合物复合材料黏弹性本构方程(White-Metzner方程)和流体动力学三大控制方程,采用改进的iARD-RPR纤维取向模型,以直线构成的方形截面管材为研究对象,运用有限体积法开发的软件,模拟分析了溢流法和短射法对制品纤维取向和收缩率的影响,且有相应实验验证。结果显示,2种注射方法的制件在竖切面(对边中心点连线处切面)上沿流动方向的纤维取向度从表层到水道层逐渐减小,且短射法制件竖切面后段纤维取向的有序区域比前段大;在对角切面(方形截面对角线切面)上,纤维取向度比对应的制件竖切面高;溢流法制件由于穿透截面形状趋于圆形,且壁厚相对较厚,4个直角处及整体收缩率较高,而短射法穿透截面形状趋于截面形状,制件冷却均匀,所以4个直角和整体的收缩率很低,随着注射量增加,收缩率增大。 展开更多
关键词 水辅注塑 注射方法 方形截面 纤维取向 收缩率
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注水压力对圆管件水辅注塑填充过程的影响 被引量：5
4
作者 章凯 匡唐清 +3 位作者 柳和生 余忠 黄益宾 董添文 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期113-117,共5页
以开源代码Open FOAM为基础,采用有限体积法和流体体积法构建了粘弹多相流的新求解器,数值模拟了圆管件的溢流法水辅注塑填充过程。基于熔体所固有的粘弹特性,解释了注水压力对熔体残余壁厚的影响,注水压力的变化导致熔体内变形速率的... 以开源代码Open FOAM为基础,采用有限体积法和流体体积法构建了粘弹多相流的新求解器,数值模拟了圆管件的溢流法水辅注塑填充过程。基于熔体所固有的粘弹特性,解释了注水压力对熔体残余壁厚的影响,注水压力的变化导致熔体内变形速率的增加或减小,引起熔体抵抗变形能力的增强或减弱,直接影响到水相注入时受到阻力的大小,表现为熔体残余壁厚的多少。最后采用实验的方法进行验证,得出的结论与数值模拟所得的结论一致,并对数值大小的差异进行了解释。 展开更多
关键词 水辅注塑 溢流法 粘弹模型 注水压力
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气体流量对管材气辅挤出的影响 被引量：3
5
作者 余忠 黄益宾 +2 位作者 章凯 董添文 李厅 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期113-117,123,共6页
将气体简化为广义牛顿流体,并作为单独的内外两层,针对管材型气辅挤出口模,建立了二维有限元模型,并进行了数值模拟,研究了气体流量对口模出口处剪切速率、熔体速度及口模流道中心处熔体压力的影响。研究表明,当气体流入口模流道内,聚... 将气体简化为广义牛顿流体,并作为单独的内外两层,针对管材型气辅挤出口模,建立了二维有限元模型,并进行了数值模拟,研究了气体流量对口模出口处剪切速率、熔体速度及口模流道中心处熔体压力的影响。研究表明,当气体流入口模流道内,聚合物熔体在口模出口处厚度为-0.85~0.85 mm剪切速率为零,为促使聚合物熔体既满足表面质量不因剪切速率不均引起表面质量缺陷,又满足在厚度方向的尺寸要求(即2 mm),故需将聚合物熔体与气体相汇处的流道沿厚度方向扩大0.3 mm;同时也为了进一步降低因速度梯度大而引起的表面质量缺陷,文中进气体流量为2.512×10-3m/s最佳。因此,当气体作为一种辅助工艺引入到聚合物挤出成型当中,需在两相流相汇处流道沿厚度方向预留足够的空间(本文是预留制品厚度的20%的尺寸)以满足制品的尺寸及表面质量要求。 展开更多
关键词 聚合物熔体 气体流量 管材 气辅挤出 数值分析
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非均质壁面对液滴俘获能力的数值模拟研究 被引量：1
6
作者 张莹 卢敏 +3 位作者 李培生 许术方 刘强 黄杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2021-2027,共7页
为研究不同非均质壁面对液滴的俘获能力,采用界面追踪法(FTM)结合广义滑移边界建立了接触角模型,对液滴在非均匀润湿的非均质壁面上的运动过程进行了数值模拟研究。液滴在倾斜壁面上受到重力作用由均匀润湿部分下滑至非均匀润湿部分,通... 为研究不同非均质壁面对液滴的俘获能力,采用界面追踪法(FTM)结合广义滑移边界建立了接触角模型,对液滴在非均匀润湿的非均质壁面上的运动过程进行了数值模拟研究。液滴在倾斜壁面上受到重力作用由均匀润湿部分下滑至非均匀润湿部分,通过改变Bo数、Oh数、非均匀润湿程度研究了液滴在非均匀润湿区域的运动规律。研究表明:Bo数越大,液滴运动受壁面阻力影响越小,液滴下滑的速度越快,液滴越难以被俘获;Oh数越大,液滴运动受壁面阻力影响越小,液滴越难以被俘获;非均匀润湿程度越大,非均质壁面对液滴的阻力越大,液滴越易被俘获。 展开更多
关键词 液滴 直接数值模拟 黏滑运动 接触角 界面追踪法(FTM)
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不同流道截面型腔的水穿透行为
7
作者 黄益宾 章凯 +4 位作者 余忠 李厅 柳和生 匡唐清 应忠 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期82-92,共11页
纤维取向分布直接影响水辅注塑成型制品的使用性能,如冲击强度、屈服强度及拉伸强度等。多样化的流道截面型腔用于满足水辅制品在不同场合中的应用,不同的流道截面型腔势必会影响水辅制品中纤维取向分布。文中旨在研究圆形、上圆下方形... 纤维取向分布直接影响水辅注塑成型制品的使用性能,如冲击强度、屈服强度及拉伸强度等。多样化的流道截面型腔用于满足水辅制品在不同场合中的应用,不同的流道截面型腔势必会影响水辅制品中纤维取向分布。文中旨在研究圆形、上圆下方形及方形的截面流道型腔中短玻纤增强聚丙烯复合材料的水辅助注射成型过程。结果发现,随着熔体温度的升高、注水压力的增大及注水延迟时间的缩短,3种流道截面型腔制品的中间端处残余壁厚减薄及短玻纤沿聚合物熔体流动方向的取向度提高,且在相同加工变量下,圆形截面流道型腔制品的中间端处残余壁厚最薄及短玻纤沿聚合物熔体流动方向的取向度最高,其次是上圆下方形,最后是方形。综合制品的中间端1处及2处残余壁厚可知,聚合物熔体温度在210~230℃、注水压力7~10 MPa及注水延迟时间1~5 s时,上圆下方形截面型腔制品的中间端处残余壁厚及短玻纤沿聚合物熔体流动方向的取向度更趋近于圆形。 展开更多
关键词 型腔截面 溢流法 残余壁厚 水辅助注射成型 纤维取向
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第二法向应力差与气辅共挤出胀大的关系
8
作者 邓小珍 曾宇露 +2 位作者 肖兵 唐刚 张志杰 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期517-522,共6页
采用Phan-Thien-Tanner(PTT)本构方程描述聚合物熔体共挤分层流动的黏弹行为,建立了C形双层气辅共挤非等温流动理论模型,并数值实现,研究了熔体入口体积流率对挤出胀大率和第二法向应力差的影响,同时分析了熔体挤出胀大率与第二法向应... 采用Phan-Thien-Tanner(PTT)本构方程描述聚合物熔体共挤分层流动的黏弹行为,建立了C形双层气辅共挤非等温流动理论模型,并数值实现,研究了熔体入口体积流率对挤出胀大率和第二法向应力差的影响,同时分析了熔体挤出胀大率与第二法向应力差之间的规律性联系。研究结果表明,当两熔体流率不相等时,单层熔体挤出胀大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,甚至出现负值;当两熔体流率相等时,单层熔体挤出胀大率不随流率的变化而变化;熔体整体挤出胀大率则不随流率的变化而变化,始终接近零值;熔体的挤出胀大率与第二法向应力差有关,且正比于第二法向应力差的绝对值。 展开更多
关键词 第二法向应力差 气辅共挤 挤出胀大 黏弹流动 数值模拟
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铋离子掺杂纳米Y_2O_3∶Eu^(3+)红色荧光粉的光学性能研究 被引量：2
9
作者 管茂发 孙宇杰 +3 位作者 彭思艳 罗年华 章凯 杨流赛 《化学世界》 CAS CSCD 2017年第8期484-489,共6页
采用水热法结合高温烧结处理制备Bi^(3+)掺杂Y_2O_3∶Eu^(3+)纳米荧光粉,并考察了掺杂Bi^(3+)对Y_2O_3∶Eu^(3+)荧光粉结构、紫外可见光吸收和发光性能的影响。X射线粉末衍射测试表明,Y_2O_3∶Eu^(3+)掺杂Bi^(3+)(摩尔分数3%)后保持纯... 采用水热法结合高温烧结处理制备Bi^(3+)掺杂Y_2O_3∶Eu^(3+)纳米荧光粉,并考察了掺杂Bi^(3+)对Y_2O_3∶Eu^(3+)荧光粉结构、紫外可见光吸收和发光性能的影响。X射线粉末衍射测试表明,Y_2O_3∶Eu^(3+)掺杂Bi^(3+)(摩尔分数3%)后保持纯立方相结构,纳米颗粒的平均粒径约为16.8nm。通过激发和发光光谱测试,讨论了Bi^(3+)对Eu^(3+)的敏化作用,发现Bi^(3+)离子能促进Y_2O_3∶Eu^(3+)于300~400nm的近紫外光吸收,再以能量转移的方式传给Eu^(3+)。因此,利用Bi^(3+)电荷迁移带的近紫外吸收,是实现近紫外光有效激发Y_2O_3∶Eu^(3+)荧光粉的一种重要途径。 展开更多
关键词 Y2O3∶Eu3+ 纳米晶 Bi3+掺杂 敏化作用 荧光性能
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