纤维增强注塑熔接线强度预测模型与实验研究

熔接线是影响注塑制品强度的关键因素之一,而目前以汇合角预测熔接线强度的力学模型并没有体现注塑工艺的影响。为了科学定量地认识熔接线区域强度的变化规律,准确预测熔接线力学性能,首先对带扇形孔的制品进行注塑模拟分析,研究了注塑温度、注射速率以及保压压力对熔接线汇合角的影响,结果显示注塑温度、保压压力不是通过改变熔体前沿汇合角来影响熔接线强度。基于此,为全面体现注塑工艺、汇合角对熔接线强度的影响,在现有模型基础上通过引入注塑工艺影响因子重新构造了体现注塑工艺、汇合角对熔接线区域强度影响的预测模型。设计并制造了用于成型扇形孔制品的注射模具,开展了不同工艺条件下30%长玻纤增强聚丙烯扇形孔制品注塑实验,根据实验结果推导出了体现注塑温度和保压压力影响的注塑工艺影响因子数学表达式,利用实验数据拟合确定了模型中的相关参数,并对模型进行了回归分析。结果表明,新构建的强度预测模型可以准确计算不同注塑温度、保压压力下熔接线不同位置的强度。

注塑零件熔接线缺陷浅析

以塑胶材料熔体的流动理论为基础,结合前辈学者对熔接线的相关研究,运用模流分析工具,对熔接线的形成过程和微观特性进行了阐述,探索了模流分析联合结构分析预测纤维增强塑胶材料的熔接线强度的方法。总结了熔接线缺陷的影响因子和改善措施。

考虑玻纤取向及熔接线特性的尾门内板冲击性能分析

本文基于Digimat软件,开展考虑玻纤取向和熔接线特性的注塑玻纤复合材料尾门内板冲击性能分析。通过不同角度及熔接线准静态和动态力学性能试验,结合逆向工程,建立了考虑应变率效应、各向异性及失效的注塑玻纤复合材料多尺度本构模型,并应用于尾门内板冲击性能工艺-结构联合仿真分析。仿真与试验结果对比表明,考虑玻纤取向及熔接线特性的冲击性能耦合分析准确预测了尾门内板的变形及开裂情况。

成型温度对纤维增强注塑熔接线拉伸性能的影响

熔接线性能不仅取决于材料性能,而且取决于成型工艺条件,通过对不同成型温度条件下PA66(Zytel70G33L)熔接线强度的实验研究发现,随着熔体温度的升高,有熔接线和或无熔接线的试样拉伸强度都会随着温度的升高而升高;但在没有熔接线的情况下,拉伸强度的变化非常缓慢,在成型温度范围内,这种变化一般不会超过5%,而对于具有熔接线的试样,这种变化接近20%,数值分析结果显示,纤维的取向和不同的Skin-Core-Skin结构上的变化是决定熔接线强度的主要因素.

注塑成型熔接线缺陷

熔接线是注塑制品常见缺陷之一,研究熔接线的形成机理及影响因素,并找出相应的解决办法,对于改善注塑制品外观质量、提高力学性能有很大的实际意义。对熔接线已有大量的系统研究,研究熔接线的方法和手段也不断发展进步。论述注塑成型中熔接线缺陷的主要研究方法,对开展熔接线的研究将会有一定的帮助。

注射成型熔接线区域流动诱导双折射行为

带有熔接线的透明聚苯乙烯平板制品通过带嵌件的模具注射成型,利用光弹测试考察了不同工艺条件下的制品双折射行为,探讨了嵌件造成的相邻熔接线区域熔体流动行为及对制品双折射分布的影响。结果表明,保压压力和熔体温度对制品双折射整体分布影响明显;嵌件后熔接缝区域与制品其他区域的双折射行为有较大差异,其变化与熔体相遇后流动行为和熔接部位分子取向分布有关;制品最大双折射值出现在嵌件后一定距离处。热收缩实验进一步验证了上述结果。

利用TAGUCHI方法优化纤维增强PA66注塑熔接线拉伸性能

针对纤维增强PA6 6 (Zytel70G33L) ,利用Taguchi方法设计了L9实验矩阵 ,并采用标准变量分析方法 ,分析了注射压力、熔体温度、注射流率和保压压力等工艺因素对具有熔接线和无熔接注塑件拉伸强度的影响 ,预测最优的拉伸强度和工艺条件。研究表明 :在所选择的工艺因素中 ,对熔接线强度影响程度依次为熔体温度 (F =70 98% )、保压压力 (F =14 12 % )、注射速度 (F =13 14 % )和注射压力 (F =0 82 % )。在优化工艺组合下熔接线强度提高了 2 0 %～ 5 0 % ,所预测熔接线的最优拉伸强度为 15 6 4 4MPa ,与具体实验值16 4

纤维增强PA66注塑熔接线拉伸性能的研究

通过对相同工艺条件下PA66(Zytel 70G3 3L)熔体绕过不同障碍物数值和实验研究 ,发现决定熔接线强度的主要因素是两股熔体相遇时的熔接角 ,熔接线强度会随着熔接角的增大而加强。而通过对不同成型温度条件下熔接线试样的拉伸实验研究 ,发现随着熔体温度的升高 ,有或无熔接线的试样拉伸强度都会随着温度的升高而升高 ,但变化的程度不同。

工艺参数对熔接线注塑件应力的影响分析

利用有限元方法将Moldflow软件分析的注射成型结果导入Ansys软件进行结构力学分析,发现注塑件在外载荷和边界条件等均相同的条件下,随模具温度、保压时间和保压压力的增大最大von Mises应力下降,且幅度各不相同;而随着熔体温度的增大,最大von Mises应力也增大;同时,熔接线使注塑件的von Mises应力明显高于同等条件下没有熔接线的注塑件,而且熔接线还影响工艺参数对注塑件最大von Mises应力的变化规律。

塑件熔接线计算机模拟及实验验证

介绍了熔接线形成的原因及影响因素 ,提供了一个预测熔接线位置的数值计算方法 。

薄壳成型制品熔接线强度预测模型研究

在总结分析传统塑料制品的熔接线强度预测模型的基础上 ,引入WL F半经验方程 ,建立了用于预测高压成型条件下的薄壳塑料制品熔接线强度模型 ,讨论了压力对聚合物熔体特性的影响 ,高压导致高粘度、低分子扩散、低粘结度 ,从而降低了熔接线强度。同时进行了实验研究 ,并将两种强度模型的预测结果与实验结果加以比较 ,表明薄壳制品熔接线强度预测模型能够很好地预测薄壳制品的熔接线强度。

纳米尼龙6注塑熔接线拉伸性能的研究

针对纳米尼龙6,研究了熔体温度、模具温度、保压压力和注射速度等工艺因素对具有熔接线和无熔接线注塑件拉伸强度的影响.研究表明:具有熔接线纳米尼龙6注塑件的拉伸强度明显低于纯尼龙6和无熔接线纳米尼龙6注塑件的拉伸强度.随着熔体温度、模具温度、保压压力和注射速度的增大,纳米尼龙6注塑件的拉伸强度都随之提高;在所选择的工艺因素中,保压压力对注塑件熔接线拉伸强度影响最大.

顺序浇注成型控制熔接线位置研究

在分析总结传统控制熔接线位置方法的基础上,采用顺序浇注成型实现对熔接线位置的有效控制。该方法按照期望的熔接线位置把制品划分成相应的小区域,根据等流长算法求各小区域的最佳阀浇口位置,通过调整阀浇口开闭时机和熔接线贴合程度指数实现对熔接线位置的精确控制。最后通过一个具体的实例验证了方法的有效性。

增强纤维PA66熔接线形成方式对制件整体强度的影响

增强纤维材料PA66可以有效地改善塑料制件的力学性能,但是充填过程的剪切流动又对PA66的纤维起到了拉伸作用,从而引起纤维取向。这种取向的产生一方面会导致制件不同方向的收缩,另一方面在熔接线区的纤维取向方向因平行于熔接方向而大大降低其熔接线强度,制件整体强度下降。探讨了用计算机模拟增强纤维PA66材料充填过程引起的纤维取向的计算方法,借助计算机对有强度要求的增强纤维PA66材料制件的熔接线强度的形成和影响其强度的因素逐一进行剖析,提出了改变浇口类型以改变纤维取向方向来提高制件整体强度的方法。

熔接线数值模拟在汽车保险杠注射模具设计中的应用

为较好设计汽车保险杠的注射模具,从聚合物注射过程中熔接线的形成机理对汽车保险杠的生产过程进行数值模拟.通过比较常规浇注系统中心浇口、四浇口和六浇口3种设计方案以及各自采用顺序控制技术时的熔体充填过程和锁模力需求,得出六浇口顺序控制技术不仅较大程度减少了机器的锁模力需求,而且能够有效控制制品熔接线的形成.通过调整各个浇口的顺序开启闭合时间,最终选出合适的设计方案,并顺利生产出合格制品.

注射件熔接线缺陷诊断

基于moldflow的模拟分析结果,对熔接线缺陷进行了诊断,并给出了解决方案。利用知识表达方法对熔接线缺陷诊断的经验进行了阐述。依据谓词逻辑规则建立解决方案,提供了求解的流程。利用VC作开发工具,编制了熔接线缺陷解释程序,为模拟分析师提供了有效的智能和自动决策工具。

注塑成型熔接线截面熔接过程数值模拟

在多浇口和带嵌件注塑制品的成型过程中必然存在熔体的熔接过程,从而形成熔接线。熔接线沿厚度方向的熔接过程是影响该区域的力学强度以及纤维取向等制品性能的重要因素。本文采用有限元法针对注塑制品的典型截面建立数学模型,采用T6P3单元(速度二次插值,压力线性插值),数值模拟了注塑制品熔接线的截面熔接过程。通过等厚度截面和非等厚度截面两个算例,给出了两股熔体熔接过程中的截面速度场和压力场分布。讨论了熔接线区域的壁厚均匀程度对熔接过程的影响。该计算结果可以为制品力学性能以及纤维取向等数值模拟提供数据支持。

润滑剂对碳纤维增强PA66熔接线性能的影响

熔接线性能影响碳纤维(CF)增强尼龙66 (PA66)的注塑制品的使用性能,因此对比了硅酮粉、环形对苯二甲酸丁二酯、改性乙撑双脂肪酸酰胺蜡粉和润滑剂S 4种润滑剂对CF增强PA66熔接线性能的影响,其中添加润滑剂S的CF增强PA66的熔接线拉伸强度和熔接线悬臂梁缺口冲击强度最高。扫描电子显微镜分析熔接线断裂部位表明,未添加润滑剂的CF增强PA66断面CF大部分呈水平分布,CF表面粘接的PA66较少;添加润滑剂S的材料断裂部位的CF在熔接界面的穿越程度增强,树脂和CF的粘接效果更佳。添加润滑剂S的CF增强PA66熔体流动速率是未添加润滑剂的CF增强PA66的2.4倍。差示扫描量热测试表明,添加润滑剂S的材料熔融峰温度和结晶峰温度最高,结晶峰宽度最小,证明润滑剂S使CF增强PA66的结晶温度提高,结晶速度加快。

无定型聚合物平板制品熔接线区域流动行为研究

利用ZMOLD软件,模拟熔体在充填过程中熔接线不同区域的温度场、剪切速率场的分布,对不同区域双折射行为的影响。结果表明,在嵌件的不同距离,沿厚度方向温度分布的差异和剪切速率的变化,导致了完全不同的双折射行为。为进一步认识熔接线区域的取向、残余应力等微观特征提供了一定理论依据和试验基础。

消除熔接线提高注塑件的质量

塑料制件上的熔接线使制件的机械强度降低。本文介绍熔接线产生的原因,减少或削弱、消除熔接线所采取的有效措施。