压出过程中内胎胶流动特性的研究

应用Monsanto加工性能试验机（MPT）对内胎胶试样进行了压出流变性能试验。在实验条件下，考察试样熔体的流动特性及其影响因素，并作了初步的分析和讨论。实验发现，该溶体的流动行为大体上符合幂定律；而溶体粘度对温度的依赖性则近似地可由Arrhenius方程描述。     

注塑成型喷射现象的实验及数值研究

为探索注塑成型充填过程中触发熔体喷射现象的关键性因素,分别采用实验方法和数值模拟技术,研究了在高注射速率下熔体温度和注射速率对喷射的影响以及熔体喷射后的形态演化。通过短射实验研究了不同加工工艺条件下熔体喷射后的流动形态,发现熔体喷射后的形态演化具有较强的不稳定性,短射后制品所呈现的蛇形流形态具有较差的可重复性。采用数值模拟手段,分别再现了短射实验中具有稳定蛇形流形态和非稳定蛇形流形态的喷射演化过程,发现熔体温度越高,蛇形流的折叠次数就越多。基于熔体喷射后的形态演化特征,分析出熔体喷射后会经历柱状喷射阶段、屈曲流演化阶段、简单充填模式阶段共3个发展阶段,且熔体只要发生柱状喷射,就具有相同的流动形态。通过分析柱状喷射阶段熔体的剪切速率、黏度、速度和压力的变化情况可以发现:熔体的剪切速率非常小;在柱状喷射前期,熔体黏度比曲线呈平台状;熔体的速度保持恒定;熔体喷射不属于压力驱动流,可近似认为是牛顿流体。研究结果表明,触发喷射的关键性因素是熔体流动过程中缺乏内摩擦,使得熔体的黏性作用非常小,此时熔体流动由惯性驱动,熔体喷射为惯性驱动流。     

聚合物双组分复合共挤成型的挤出胀大研究

以PP和PS两种聚合物为实验材料,使用截面为矩形、层比为1的双层共挤口模,实验研究了聚合物共挤成型过程中的挤出胀大现象.采用Phan-ThienandTanner(PTT)本构方程,建立了复合共挤口模内外熔体流动的三维黏弹数值模型,有限元模拟了共挤出的胀大过程,计算分析了熔体在口模内外的速度场及剪切速率分布.研究表明,在入口体积流量相同的情况下,两熔体挤出口模后,存在由黏度较低的PP向黏度较高的PS一侧偏转的现象,型材截面呈不对称畸变.数值模拟结果与实验结果较吻合,两种聚合物熔体的速度分布决定了共挤出胀大过程中熔体的偏转流动行为,口模出口处的剪切速率分布基本决定了挤出胀大后型材的截面形状.     

VC-EVA接枝共聚物共混填充体系的流变—形态—力学性能关系的研究 Ⅰ.VC-EVA接枝共聚物共混填充体系中LMPP及PE对流变性能的影响

本文对聚氯乙烯—聚乙烯醋酸乙烯酯(VC—EVA)接枝共聚物,碳酸钙/低聚合度聚丙烯(CaCO_3/LMPP)的填充共混体系的流变性能进行了考察。其结果表明:LMPP在流动过程中具有增润和增塑作用,使在流动过程中体系的粘度降低。减少或消除熔体破裂现象,以及高剪切速率下的振荡现象,但当加入一些聚乙烯时,由于它在体系中混容性差,使得流动不稳定,促使熔体破裂现象加剧。     

两层聚合物共挤出过程的流变模型建立与仿真研究

使用牛顿流体模型与微分黏弹模型分别对双层聚合物共挤出过程进行了流变模型建模与仿真,得到了两路熔体流动的流变趋势与二维有限元模型.模拟结果表明:共挤过程中两路熔体在交界面处保持连续稳定流动,所受剪切应力相等,最终达到流率平衡.利用微分黏弹Oldroyd-B模型分析了共挤出过程聚合物的挤出胀大效应,可知在两路熔体体积流率逐渐增加时,共挤物的挤出形态也发生了对应偏转变化.微分黏弹模型相比普通牛顿流体模型可更好地反映聚合物共挤出加工过程中熔体的流变特性.     

玻璃纤维毡(GMT)浸渍过程中的表面张力作用

采用带有热台的显微镜研究了200℃下聚丙烯树脂熔体沿玻璃纤维(束)的流动过程。实验结果表明:高黏的聚丙烯熔体能够在表面张力的作用下沿纤维束间的微观缝隙自发地流动,并且缝隙的间距越小,树脂的流动速率就越快;树脂熔体在经过一段时间的缓慢自发流动以后会加速流动。通过测试交叉纤维间熔体的间距,间接计算了聚丙烯树脂在该状态下自发流动的临界毛细管直径和自发流动的最低压力。     

聚丙烯树脂熔体质量流动速率测量不确定度评定

以聚丙烯树脂T30S评定其熔体质量流动速率测量不确定度的来源,依据JJF 1059-1999对熔体流动速率测试过程中的测量不确定度分量进行了分析和评定。该测量过程中所产生的不确定度主要由测量重复性和标准物质的不确定度所决定。聚丙烯树脂熔体质量流动速率测量结果的扩展不确定度为0.36g/10min。     

低频电磁场对传统热顶铸造6063铝合金凝固过程的影响

在传统热顶铸造过程中施加低频电磁场,使用热电偶测量了稳定铸造阶段从铸锭中心到边部不同位置的冷却过程,得到了铸锭内部的温度分布,分析了低频电磁场对传统热顶铸造6063铝合金凝固过程、宏观组织和表面偏析层厚度的影响.实验表明:低频电磁场使铝熔体产生的强制对流使熔池内的温度分布更加均匀,促进了铝熔体过热的散失,使熔池内的温度低于6063铝合金的液相线温度,提高了熔池内部形核质点的数量,在没有添加细化剂条件下使铸锭宏观组织均匀细小,降低了液穴深度.铝熔体流动速度的加快能增强石墨环与铝熔体之间的换热,使结晶器内铸锭表面初始凝壳点位置上移,减小了铝熔体与结晶器的有效接触高度,提高了铸锭的表面质量.     

Zr基大块非晶合金熔体的流动性与成型性

对Zr基大块非晶合金熔体在铜模中的流动能力进行了理论和实验研究,给出了影响金属熔体在型腔中流动行为的主要因素,为金属熔体快速冷却过程中克服充型和形成非晶态的矛盾奠定了基础．针对某空间结构中的环形零件,制定了合适的铸造工艺,成功制备出了Zr基大块非晶合金环形零件．     

橡胶的加工性能与流变性

本文叙述了未硫化橡胶和胶料的流变性和基本性能。未填充弹性体可以用粘弹性流体理论加以描述。对各种实验研究进行了叙述和说明。填充聚合物熔体显示了较复杂的特性,其中包括塑变值、降低的弹性恢复率和触变。评论性地讨论了这些性能对某些工艺过程(包括开炼、密炼和压出)的影响。     

数值模拟橡胶挤出口模内熔体的非等温流动

使用CFD软件Polyflow,采用非等温的本构方程逆向挤出数字设计了汽车密封件橡胶口模.数值模拟该橡胶口模的挤出过程,数值计算了口模内橡胶熔体的非等温流场,讨论了温度对口模结构尺寸和橡胶熔体流变行为的影响.研究结果表明,沿熔体流动的方向,非等温熔体的平均速度和平均压力比等温的大,平均剪切应力和平均黏度都低于等温.与实际产品截面比较,非等温模拟的口模截面形状比等温的更接近实际情况,相对误差仅为1.63%.非等温的数值模拟更接近口模挤出的实际情况.采用非等温的本构方程设计口模将提高口模和产品的质量.     

液晶高分子各向异性粘弹流体拉伸流动中拉伸粘度的解析计算研究

将聚合物熔体的挤出过程看作是剪切流动主导的剪切单元,采用用液晶聚合物熔体或溶液LCP-B本构方程;采用共转Oldroyd B流体模型计算出取向运动拉伸粘度的影响.无量纲拉伸粘度随松弛时间和剪切速率的变化曲线.得到了无量纲拉伸粘度随剪切速率之间变化关系.     

特种工程塑料螺杆挤出纤维的成型机理

基于特种工程塑料纤维拉伸及冷却固化段的流变特性，选用White-Metzner本构方程，推导出了特种工程塑料螺杆挤出纤维成型过程的非定常拉伸流动数学模型．通过对此数学模型进行简化，并用差分法进行数值计算，求出了特种工程塑料PEEK纺丝线上的速度分布及拉伸应变速率分布，为特种工程塑料螺杆挤出纤维成型装置的设计和纤维成型过程工艺参数的确定提供了理论依据．     

聚合物熔体振动挤出过程的瞬态网络结构模型

运用瞬态网络结构原理建立了一个适合于挤出流动方向上平行叠加振动力场后聚合物熔体的非仿射网络结构本构方程，从理论上分析了振动参数对聚合物熔体剪切应力的影响，并将理论值与实验值进行比较，取得了较好的一致性，同时，研究表明，随着应变振幅和频率的增加，LDPE（低密度聚乙烯）熔体的缠结密度减少，剪切应力振幅增加。     

销钉机筒挤出机混合段的混合性能

使用有限元法数值模拟有销钉和无销钉混合段流道内胶料的三维等温流场,用粒子示踪分析方法比较两者的混合性能.研究结果表明,有销钉混合段流道内,销钉局部打乱了胶料的运动轨迹,打散了滞留熔体,6个销钉所在横截面的流场被分成6个区域.料流被迫改变方向重新排列;胶料熔体的速度梯度增加;随着胶料速度梯度的增大,胶料的剪切应力增大,混合指数分布均匀.有销钉混合段的11个截面平均分离尺度小于无销钉混合段的10%.机筒销钉对于分散混合有一定的强化作用,其混合程度高于无销钉结构.     

临界外推滑移长度的解析、测量及其流变学意义

给出用恒速型毛细管流变仪研究熔体挤出畸变时,计算熔体壁滑速率和外推滑移长度的原理和方法,采用2种聚合物样品HDPE（高密度聚乙烯）和EPDM（三元乙丙橡胶）验证计算方法。求得样品的壁滑速率在每秒几厘米的量级,临界外推滑移长度在毫米数量级。由此进一步探讨壁滑的分子机理和界面机理,指出发生显著熔体壁滑、压力振荡和挤出物表面畸变的前提条件是,熔体具有线形分子链且发生强缠结以及熔体/模壁间具有强吸附边界。     

挤出过程中NR／SBR胶料壁滑移行为的研究──Ⅰ．压力波动现象

应用Ｍｏｎｓａｎｔｏ加工性能试验机（ＭＰＴ）及一组直径和长径比不同的毛细管，考察了天然橡胶／丁苯橡胶（ＮＲ／ＳＢＲ）胶料挤出流动中的壁滑移行为及其产生机理。试验发现，在一定的温度下，当表观剪切速率达到某一值时，总压力降急剧下降。而临界的表观剪切速率则随着口型直径的增加而减小；壁滑移发生在口型出口附近．这种压力波动现象主要归因于试样的壁滑移行为。     

基于ANSYS Workbench的新型浮动式无骨架鞍形橡胶密封圈的有限元分析

针对天然气输送管线过滤器锁环式快开盲板密封应用,提出一种新型浮动式无骨架鞍形橡胶密封圈。采用ANSYS Workbench有限元分析软件进行参数化仿真分析,得到橡胶密封圈应力分布、变形情况和密封接触处压力分布,并重点分析了装配间隙处局部橡胶挤出状态。结果表明改进后密封圈的密封性能良好,橡胶变形及局部挤出现象得以改善。该型密封圈与原金属弹簧嵌入式鞍形密封圈相比,具有结构简单、制造经济、使用寿命长等特点。     

液晶高分子流体在拉伸流动中拉伸粘度的解析计算研究

在液晶高分子熔液挤出过程中,剪切拉伸是主要考虑因素.用液晶高分子B模型本构方程,并考虑取向运动的影响得到拉伸粘度随松驰时间与拉伸率之间的变化关系和曲线.