定型段长度对聚合物微管精密挤出成型的影响

基于流体动力学和聚合物流变学等理论建立了三维微管精密挤出流动模型,运用有限元方法进行了数值计算,通过对口模内外熔体各物理场量的分析,研究了定型段长度对微管挤出成型的影响。研究结果表明,口模压降、剪切速率随着定型段长度、熔体流率及熔体黏度的增大而增大;挤出胀大率随着定型段长度和熔体黏度的增大而减小,但受熔体流率的影响不明显。根据研究结果,获得了一定条件下定型段的最佳长度,进行实际口模设计时,若熔体流率或熔体黏度增大,可适当减小定型段长度,但当微管壁厚增大时,应适当增加定型段长度。

气辅共挤成型机理的数值模拟研究

基于气辅共挤成型特点,提出了其成型工艺,并建立了描述气辅共挤成型过程的理论模型,对其成型机理进行了数值模拟研究。研究结果表明:相对传统共挤成型而言,气辅共挤成型不仅能有效降低口模压降,而且能提高界面的稳定性。数值模拟的结果与国外的实验研究结论相吻合。

管壁厚度对微挤出成型的影响分析

基于Bird-Carreau黏度模型,运用有限元方法对三维等温微管挤出成型流动模型进行了数值分析,主要研究了管壁厚度对微管挤出成型过程中挤出胀大、速度分布、剪切速率和口模压降等重要指标的影响。结果表明,当熔体入口体积流率相等时,随着管壁厚度的增大,挤出物挤出胀大率和横截面尺寸变化量增大;口模出口端面上熔体的二次流动增强,但挤出速度和剪切速率减小;熔体在口模内的压力降明显下降;适当增加管壁厚度,有利于提高微管挤出质量。

壁面滑移对微管挤出成型的影响分析

建立了三维等温微管挤出成型数值模型,运用Polyflow软件对数值模型进行求解,分析研究了壁面滑移系数对微管挤出成型过程中挤出胀大率、速度分布、口模压降、剪切速率等重要指标的影响。研究结果表明:当微管两侧壁面滑移系数相同时,挤出胀大率、剪切速率等均随着滑移系数的增大而增大;当微管两侧壁面滑移系数不同时,挤出胀大率、剪切速率等与两侧壁面滑移系数均取较大值时接近;为提高挤出制品质量,应提高口模壁面的光滑程度,并使两侧壁面光滑程度相同。

气辅技术对聚合物棒材微共挤成型的影响

将气体辅助技术应用于聚合物棒材微共挤成型中,建立了棒材微共挤流动三维数值模型,运用有限元方法进行了模拟研究,对比分析了在聚合物传统和气辅微共挤成型过程中,速度场和剪切速率的分布情况,及由此引起的挤出胀大率的变化,同时,分析了传统和气辅微共挤口模内熔体压降曲线的差异。研究结果表明,在聚合物传统微共挤过程中,仍存在挤出胀大、速度场分布不均、口模压降较大等问题。在气辅微共挤过程中,由于气垫层的润滑作用,口模内熔体压力降接近零值,口模出口端面熔体速度场均匀一致、剪切速率接近零值,即气体辅助技术能够有效消除微共挤过程中的挤出胀大、熔体破裂和变形等问题,能大幅提高微挤出复合制品质量。

气辅共挤成型机理的数值模拟研究

基于气辅共挤成型特点,提出了其成型工艺,并建立了描述气辅共挤成型过程的理论模型,对其成型机理进行了数值模拟研究。研究结果表明:相对传统共挤成型而言,气辅共挤成型不仅能有效降低口模压隆,而且能提高界面的稳定性。数值模拟的结果与国外的实验研究结论相吻合。