应用控制容积有限元法分析注射充模过程中塑料熔体的…

将Ｂａｌｉｇａ和Ｐａｔａｎｋａｒ提出的控制容积有限元法推广用于分析注射充模过程中熔体的流动与传热，并叙述了其特点，应用此方法计算分析了包括含不同几何形状嵌件的模腔内充模过程的流动与传热问题，得到了一些有益的结论。这将有利于指导在复杂型腔充模过程流动分析时的简化处理。     

脉动力场下的熔体充模能力及模腔压力响应

利用螺旋流道模具模腔狭长的特点,通过测量制品长度研究了脉动力场对注塑过程中熔体充模能力的影响,进而利用高灵敏度的熔体压力传感器和数据采集系统,对熔体充模及保压过程中的模腔压力进行了实时测量和分析.实验结果显示,在脉动力场作用下,熔体在模腔中的流动长度增加,充模压力提高.分析证明,由于振动的引入,熔体粘度降低,压力传递过程损耗减小,熔体充模能力提高,有效保压时间延长,有利于制品的填充压实.     

液态金属充型过程流动与传热数值模拟

根据有限差分法原理,对液态金属充型过程中同时发生的流动与传热过程,用在微小时间段内独立的流动与传热过程近似表示.结合温场数值模拟与流场数值模拟技术,开发铸件成形过程流动场与温度场耦合的数值模拟软件,并利用该软件对标准实验铸件充型过程进行耦合分析.研究结果表明:该方法不需要求解用能量平衡法建立的,考虑了流动对传热影响的复杂方程,有利于提高流动与传热耦合数值模拟的计算速度;自主开发的金属液态成形工艺分析系统的"耦合"计算功能是有效的,且计算精度较高.     

注射模具模腔压力的研究

模腔压力不仅与注射制品性能有着密切关系,它还是注射机设计和模具强度设计的主要参数。在“自适应反馈”控制生产过程中,模腔压力更具有重要意义。 为此,木文介绍了模腔压力测定的方法,以及所用的设备及仪器,并讨论了:1.注射充模过程压力变化分析;2.注射压力、熔体温度对模腔压力的影响;3.模具流道设计对模腔压力的影响;4.不同物料在注射成型过程中对模腔压力的影响;5.模腔压力对制品性能的影响。 实验结果表明:根据记录的充模过程模腔压力变化曲线,可以看出影响模腔压力的主要因素;随着注射压力的增加,模腔压力有所增加,但是过程的总压力损失也有所增加,提高熔体温度,对不同的物料来讲,模腔压力变化值不同;浇口截面变化,明显影响充模时间,总的压力损失与充模时间有关,且随浇口截面积的变化而变化,模腔压力增加,制品收缩率减小,模腔压力的增加,制品屈服强度有所增加,其值不超过10％。     

一类复杂型腔内聚合物充模过程的数值模拟

基于一类厚度不均衡的三维复杂型腔,对聚合物注射成型的充模过程进行数值模拟.型腔不规则边界的处理采用区域扩充法,拟建立Navier-Stokes方程和Level Set方程耦合的两相流体模型,采用同位网格有限体积法及SIMPLE算法对模型分别进行离散和求解.基于上述模型和算法,对复杂型腔内熔体的流动和前沿界面的发展变化进行有效模拟,捕捉这类厚度不均衡型腔充模过程中的"跑道效应"与"喷泉效应".数值结果表明区域扩充法与有限体积法结合是有效的,能够模拟相对复杂型腔内聚合物熔体的充模过程.     

玻壳模具冷却腔内流动传热的数值模拟

给出了玻壳模具冷却腔的流动换热模型及模具冷却腔内表面传热系数的计算方法,采用雷诺时均方程法和可实现是k-ε湍流模型对凸模冷却腔中冷却水的流动和传热进行数值模拟,近壁区域的处理采用壁面函数法．以此为基础,可以计算出冷却水的速度场、换热系数场等的分布,为玻壳模具温度场的数值分析提供了必需的边界条件．     

压力铸造充型过程流动与传热数值模拟的研究

为了解压力铸造的充型特点 ,基于有限差分法建立了液态金属充填型腔过程的流动及耦合传热计算的数学模型 ,使用 SOL A - VOF数值模拟技术开发了压铸充型过程流动与传热的数值模拟分析软件。分别用层流假设和 K- ε紊流模型对“弓”形型腔的充型过程的流场进行了模拟计算 ,并与压铸水模拟实验的高速摄像进行比较 ,结果表明 ,采用紊流模型能更精确地模拟压铸充型过程。最后使用所开发的模拟分析软件 ,对具有三维复杂形状的实际压铸件的充型过程的流场、温度场进行了模拟 ,并分析了充型过程中模具在型腔表面的温度变化规律 ,提出“瞬态层”的概念 ,大大缩小了计算区域 ,提高了计算效率     

模底砖结构对大钢锭充型过程卷渣的影响

通过建立19 t大钢锭充型过程的流动和传热模型，研究大钢锭充型初期的流场和温度场分布特征，针对一系列不同尺寸结构模底砖的钢锭模进行充型过程的数值模拟，研究模底砖结构对充型初期钢液面卷渣的影响。充型初期钢液面波动大，且凝固层推进快，易发生卷渣并被捕获至坯壳。当模底砖下口直径小于上口直径时，钢液进入钢锭模的流速主要取决于模底砖下口直径，并随着下口直径的增大而迅速减小。对于19 t钢锭，当模底砖下口直径大于90 mm后能在很大程度上减小充型初期的卷渣概率。     

短纤维填充聚合物熔体的充模流动控制方程

通过对充模过程的流动分析,建立了包括前锋流和主体流的充模流动物理模型,在此基础上,采取量纲分析的方法,对流动控制方程进行简化分析,分别建立了主体流和前锋流的双尺度控制方程,为纤维的取向分析奠定基础.     

高聚物在簿模腔中流动及传热研究

针对熔融高聚物进入壁温低于高聚物固化温度的模腔中，被迅速冷却而形成固化层的现象，采用有限元法对高聚物在薄模腔中的流动，及伴有固化现象的传热进行模拟，并进行实验研究和验证．计算及实测结果一致．     

用正交法分析注塑工艺参数对制品质量的影响

在注塑成型过程中,工艺参数是决定制品质量的重要因素。为了研究工艺参数对制品质量的影响,在注射机上根据正交实验表安排4水平的关键注塑工艺参数(熔体温度、注射压力、注射速度及模具温度)和制品质量间的试验,在此基础上根据实际需要增加了4组追加试验。根据实验结果,用极差分析技术对各因素的显著度进行排序,同时建立了工艺参数和制品质量的神经网络模型,为注塑件质量控制和工艺参数的调整提供了有益的参考。     

渗硅碳化硅材料的制备与性能研究

采用不同工艺制备渗硅碳化硅,分析了生坯密度、成型方法、颗粒级配等对制品结构及性能的影响.结果表明:恰当的生坯结构及合理的成型方法、烧成制度,是制备结构致密均匀、气孔率低、密度及强度高的渗硅碳化硅材料的关键.     

聚丙交脂-乙交酯纤维的温压成形

通过溶液沉析纺丝法制备聚丙交酯-乙交酯(PLGA)纤维,观察纤维的形貌并对其进行XRD和SEM表征.采用纤维温压成形法控制压力和温度得到条形的PLGA材料结合试样断口分析,研究成型压力与温度对PLGA材料的力学性能的影响.研究结果表明:非晶多孔结构的PLGA纤维可通过溶液沉析纺丝的方法获得,其孔径为0.1～ 1.0 μm;压制压力和压制温度对材料的力学性能影响较大,材料的抗弯强度、剪切强度和抗弯模量均随着温度和压力的增大而先增大后降低;在压制压力为105 MPa,压制温度为160 ℃时,试样的力学性能比较理想,此时,其抗弯强度可达到187.3 MPa,剪切强度达到100.1 MPa,抗弯模量达到2.5 GPa,可望作为非承重部位骨折愈合内固定材料.     

基于有限元的嵌件结构分析

论文通过有限元的分析方法,对注塑嵌件在扭矩力作用下的应力、应变进行了模拟计算分析,研究注塑嵌件结构受外力作用下的应力、应变分布.为研究嵌件结构的优化方案提供了一定的设计理论依据.     

新型橡胶沥青混凝土的拌合与成型工艺研究

研究了橡胶颗粒沥青混合料的拌合与成型工艺,通过试验确定了拌合时最佳的材料投放次序,选定二次成型为试件的成型方法.     

前馈-模糊控制在低压铸造中的应用研究

根据铝合金轮毂的铸造工艺要求,采用了前馈 模糊控制的方法实现低压铸造的压力跟踪,采用PI控制的方法实现轮毂低压铸造要求的稳态性能 应用实践表明,所研究的控制系统不仅实现了压力跟踪阶段的误差在 20mBar以内,而且在稳态阶段的压力误差也在 20mBar以内     

新型油菜秸秆成型燃料成型工艺参数优化

为了提高油菜秸秆和造纸污泥两种废弃物的能源化利用效率,对掺入造纸污泥的油菜秸秆进行冷压成型。从污泥含量、成型压力、含水率和秸秆粒径四个方面对新型油菜秸秆成型燃料的物理性能进行测试,并以抗压强度作为衡量指标。通过单因素分析确定因素试验范围,再利用响应面法对试验结果进行分析。结果表明因素的影响主次顺序为成型压力含水率秸秆粒径污泥含量,新型油菜秸秆成型燃料的最佳成型工艺参数是:污泥含量25%,成型压力80 k N,含水率15%,秸秆粒径1 mm,这样可使成型燃料的抗压强度达到0. 206 k N。     

田口方法及其在注塑成型中的应用

本文介绍了田口方法,并将参数设计法、CAE模拟仿真软件Moldflow和有限元前处理软件Hypermesh相结合,对注塑成型工艺参数进行优化.以某电器内的洗涤分水器为例,研究了注塑工艺参数对翘曲变形的影响,实验得出的最佳参数组合可以极大减少翘曲变形.     

注射工艺参数对超薄塑件成型影响实验研究

超薄塑件在微机电领域具有巨大的应用潜力,为研究其注塑成型特性,设计制造了一可成型超薄塑件的模具,利用正交试验方法和数值模拟技术研究了各工艺参数（注射速度、注射压力、熔体温度及注射量等）对超薄塑件注塑成型充模过程的影响．研究结果表明注射量及注射速度对超薄塑件注塑成型的填充起主导作用,提高注射速度能大幅度地提高填充率;熔体温度和注射压力相对于注射量和注射速度只起次要作用,但在填充过程中,较高的熔体温度和注射压力也是必要的．该结论为深入开展超薄塑件成型缺陷（如翘曲、熔接痕）的形成机理研究提供了有益的借鉴．     

大型复杂多孔塑件注塑模拟关键技术

针对大型复杂多孔零件注射成型模拟中网格模型大、计算耗时和模拟精度低的问题,根据体积相等的原则和多孔特征截面的简化方法,用简单截面的形状因子和等效厚度来替代多孔复杂截面,推导了圆形孔和六边形孔的形状因子和等效厚度的计算公式. 利用推导公式对某汽车后门板注塑成型过程进行数值模拟,大大缩短了计算时间,并准确预测了零件熔接痕和气泡的位置,可应用于具有类似特征产品的注塑工艺模拟.