基于Ansys的纸浆模塑模具加热板温度场分析及优化

目的纸浆模塑热压成型模具的加热板工作面温度分布状况,是影响产品成型质量的主要原因之一。对原加热板的孔道结构进行优化,以得到工作面温度分布更均匀的优化方案。方法用Ansys软件进行温度场仿真分析,研究了加热板孔道结构对加热板工作面温度分布的影响。结果分析结果表明:原加热板工作面最大温差达到了11.6℃,优化后加热板工作面最大温差为2.2℃,优化后较优化前加热板工作面最大温差降低了81%。结论研究为纸浆模塑加热板孔道结构提供了可行的优化方案。

基于Ansys的纸浆模塑成型设备吸浆模支架轻量化设计

目的利用有限元分析软件Ansys对纸浆模塑成型设备吸浆模支架进行轻量化设计。方法首先运用APDL建立了支架参数化有限元模型,对其进行了静力分析,结果表明,支架强度存在较大富裕,具有轻量化的优化空间;选取支架许用应力作为状态变量,支架总质量作为优化目标函数,基于Ansys Design Opt模块,采用一阶优化方法对支架进行了轻量化设计。结果优化后,支架总质量降低了33%,节约了生产成本。结论提出了纸浆模塑吸浆模支架结构轻量化的优化设计方案。

温度对纸浆模塑制品静态抗压性能的影响

目的研究典型温度条件下纸浆模塑制品整体的静态抗压性能。方法在温度为5,23,40℃环境下对纸浆模塑材料进行含水率、弹性模量及整体静态抗压测试,并分析了制品整体的载荷-位移曲线。结果在温度40℃,湿度50%条件下,制品的第2次屈曲载荷相对较高,以40℃为基准,当温度为5℃,23℃时制品的第2次平均屈曲载荷分别降低16.7%,30.0%。结论 40℃时纸浆模塑制品的静态抗压性能相对较好。

微波工艺用于过氧化氢漂白OCC纸浆研究

目的研究微波工艺代替水浴加热对过氧化氢漂白OCC纸浆漂白效果的影响。方法 OCC纸浆经EDTA处理后加入硫酸镁、硅酸钠和氢氧化钠搅拌均匀,在60℃水浴中加热3 min,在微波工艺下进行双氧水漂白,研究了碱比(m(NaOH)∶m(H2O2))、H2O2用量、微波功率和微波时间对纸浆亮度(CIE L*)和残液COD值的影响,并与常规水浴加热漂白进行了对比。结果当碱比为0.2、H2O2的质量分数为2%、微波功率为300 W、微波时间为150 s时,纸浆亮度提高了69.3%,与水浴加热漂白相比提高了25.51%,COD值降低了32.43%。结论微波工艺可以明显缩短OCC纸浆漂白的时间,提高漂白效率,获得比水浴加热漂白更高的纸浆亮度,残液COD值也处于更低水平。

纸浆模塑吸滤成型模具的吸浆孔结构优化

对纸浆模塑吸滤成型模具的吸浆孔结构进行了优化,以提高产品吸滤成型效率及均匀性。建立了纸浆模塑吸滤成型模具吸浆过程阻力的数学模型,通过分析该模型得出吸浆孔的孔径大小及入出口截面突变是影响吸浆过程压力损失的主要因素。利用ANSYS/FLOTRAN仿真分析软件,分别对不同孔径、不同锥度、不同倒角半径的模具吸浆孔模型进行了模拟分析,并通过对比分析得到了最优吸浆孔结构参数;最后进行了对比验证实验,确定了纸浆模塑模具吸浆孔结构的优化参数:孔径为3 mm,锥形吸浆孔的入口口径为3 mm,出口口径为5 mm,吸浆孔倒角半径为1.5 mm。

纸浆模塑吸浆模具背腔气流均匀性的数值模拟

建立了模具背腔流场的CFD三维数值模型,并且对气流分布板不同的开孔率、不同布置位置进行了数值模拟分析。结果表明:模具背腔无气流分布板时,背腔出口截面的速度分布很不均匀,而添加了气流分布板后,背腔气流分布均匀性明显改善;随着开孔率由5%,15%,20%,25%依次增加,气流分布均匀性依次降低;随着气流分布板距背腔入口L由90,100,110,120,130,140 mm依次增加,背腔气流分布均匀性先增加后降低,在120 mm时其均匀性最好。在确定气流分布板的结构及位置的基础上,对背腔截面突变位置进一步优化,可减小气流的局部能量损失,优化后出口截面的气流平均速度较优化前提高了近11%,进一步提高了产品脱模效率。

浆内助剂改善纸模制品表观平滑度的研究

目的研究阳离子淀粉(CS)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)与加入烷基烯酮二聚体(AKD)乳液浆料的滤水性能及对纸模制品表观平滑度的影响。方法向废旧单面瓦楞纸板浆料中分别加入CS与AKD,CPAM与AKD来制作平板纸模试样。结果相比于只添加AKD的浆料,先加入CS糊化液或CPAM后再加入AKD,浆料的滤水时间和打浆度都有不同程度的降低,且随着CS和CPAM用量的增加,试样的摩擦因数先减小后增加,即试样表面平滑度先提高后降低。结论 HSCS-02型季铵型阳离子玉米淀粉具有较好的助滤性能,能较好地改善纸模制品的表观平滑度,其最佳质量分数为3%;CPAM的助滤性能和对纸模制品表观平滑度的改善作用优于CS,其最佳质量分数为0.06%。