泵体的热流道注塑成型过程模拟分析

利用MPI软件对泵体的热流道注塑成型过程进行模拟仿真,结果表明:将浇口设置在泵体锥部中心可以实现平衡充模,最大体积收缩率和制品最高温度发生在泵体锥部中心,制品冻结时间在泵体法兰凹槽处最长,最大翘曲量位于泵体法兰底部,合模系统所需最大锁模力为32.6 t,注射系统所需最大注射压力为25.15 MPa,采用三排管路冷却系统可以有效降低泵体制品成型加工后的最高温度,热流道系统在节能降耗、降低生产成本等方面比冷流道优越.     

无管式按摩泵泵体注塑成型工艺的稳健设计

为减少无管式按摩泵的翘曲变形量,引入稳健设计方法,使用模流分析软件Moldflow6.1对注塑成型的泵体进行模拟分析.将注塑成型过程中的模具温度(A)、熔体温度(B)、保压压力(C)、保压时间(D)、冷却时间(E)等5个因素作为影响因子,设计了L16(45)正交试验矩阵.通过信噪比分析,得到各工艺参数对泵体翘曲变形的影响程度,获得了最佳工艺参数组合.结果表明:保压压力和保压时间是影响泵体翘曲变形的主要因素,优化后的工艺参数组合为模具温度80℃、熔体温度275℃、保压压力90 MPa、保压时间6 s、冷却时间10 s.优化后泵体的最大翘曲变形量为1.098 mm,变形量减小了12.87%,泵体质量得到了较大的提高.     

汽车车窗摇手柄注塑成形优化设计与试验分析

利用Moldflow软件对汽车车窗的塑料摇手柄注塑成形过程进行模拟和优化,通过DOE试验对工艺因素熔体温度和保压压力进行分析,生成3D响应曲面图,对比分析填充时间、流动前沿温度、体积收缩率、翘曲变形等参数,然后进行模流分析,使用正交试验法分析影响摇手柄翘曲变形和体积收缩率的因素,寻找最优加工参数.结果表明:保压压力和熔体温度对各参数影响程度较大,响应曲面图形状比较陡峭,各因素对翘曲变形和体积收缩率影响的最优组合为A1B3C1D4E4,利用最优参数进行模拟,得到最大翘曲变量和体积收缩率为0.636 mm和11.37%.     

基于正交试验的铝合金无钉铆接工艺优化

为了控制铝合金车身装配的尺寸精度,文章对铝合金无钉铆接工艺中板件翘曲变形的影响因素进行了研究。针对ENAW5754铝合金板件,基于正交试验研究了铆接角度、凹模位置以及铆点间距对该工艺中板件翘曲变形的影响规律,分析了影响板件翘曲变形的关键因素,并得出了1.0 mm ENAW5754+1.0 mm ENAW5754连接的最优工艺参数组合。结果表明:铆接角度对板件翘曲变形的影响最大,变形量随铆接角度的增大而增大;凹模位置对其影响次之,变形量随凹模与板件间距离的减小而减小;铆点间距对其影响不明显。     

基于正交实验法的注塑成型内缩改善研究

注塑成型内缩现象常造成产品组装困难,变形翘曲问题更突出,在此以插板外壳注塑件为例,借助模流分析软件,基于田口正交实验法,通过对注塑工艺参数和筋板结构进行优化实验,结果显示保压压力、熔体温度、冷却液温度对产品的翘曲变形影响显著,产品筋板结构设计对改善变形内缩有效果,其中工艺参数优化降低翘曲变形量29. 5%,筋板结构优化降低翘曲变形量18. 7%,总翘曲变形量与未优化前相比减少了48. 2%,实验表明该方法能快速有效的改善注塑成型内收缩现象,为其他类似产品工艺设定与模具设计提供参考.     

基于Modex 3D分析的空气滤清器结构的改进

为解决空气滤清器装配尺寸精度较低、动态密封性能不良及过滤效率偏低等问题,基于Modex3D分析东风裕隆某型号产品产生翘曲变形的原因,采用在产品肉厚区域挖取矩形槽的方案对其结构进行改进。通过改善产品整体的厚度均匀性、物料在模具中的流动性以及产品成型过程中的体积收缩效果,从而降低翘曲变形。模流分析结果表明:改进后的产品具有较好的成型性能,Z轴方向翘曲位移量由1.600 mm下降到0.277 mm,解决了产品翘曲位移较大的问题。ANSYS模态分析结果表明,改进后的滤清器模态性能未因结构的改变而明显下降,符合设计要求。     

聚乙烯纤维增强磷石膏试件力学性能试验研究

本试验在磷石膏基体中掺入长度为3 mm的聚乙烯纤维,根据7组不同聚乙烯纤维掺量的磷石膏配合比,制作了42个100 mm×100 mm×100 mm立方体试件,对试件进行压缩试验。试验结果表明:聚乙烯增强磷石膏复合材料的破坏形态主要为劈裂破坏、X形破坏和局部破坏三种;聚乙烯纤维的掺入,可有效控制裂缝的扩展,可提高材料的强度和延性,防止脆性破坏。复合材料的抗压强度随着纤维掺量的增加,先增大,后减小;当纤维掺量在1.5%左右时,获得最大强度(约5.10 MPa),相比于未掺纤维磷石膏强度(约3.51 MPa),抗压强度提高了45.3%。通过分析应力-应变曲线,并结合东华应变测试系统,得到纤维掺量为0%和1.5%时试件的弹性模量,分别为1739.01 MPa和2700.07 MPa,可为实际工程提供参考。     

小型航空Wankel发动机转子结构优化仿真

三角转子是小型航空Wankel转子发动机的核心部件,其高速旋转过程中承受着温度、惯性力和燃气爆发压力等复杂载荷耦合作用,更加容易因强度不足发生失效与破坏。针对多重载荷耦合工况下,三角转子应力集中与强度问题,建立发动机热力学模型,获得发动机单循环内燃烧室缸温、缸压以及换热系数变化曲线,计算转子各处热边界条件,分别在机械应力、热应力与热 机械耦合条件下,采用有限元的方法对三角转子进行温度场、应力场与变形量仿真分析,并提出转子腰部圆孔边缘处加工圆角和冷却孔处布置散热片优化方法。仿真结果表明：优化后三角转子最大应力由原来的687.0 MPa下降为403.9 MPa,约为原来的58.79%;转子腰部圆孔边缘应力由577.5 MPa下降为306.1 MPa,降低为原来的53.02%;冷却孔处应力值也由212.6 MPa降至113.2 MPa,约为原来的53.25%。布置散热片后,转子平均温度下降20 K以上,转子腰部圆孔边缘与冷却孔温度下降40 K左右,密封槽尖端变形量由0.21 mm降至0.15 mm,减小27.7%。转子应力场得到改善,变形量减小。     

聚丙烯纤维增强磷石膏复合材料力学性能研究

利用纤维增强原理对工业废弃磷石膏进行改性,提高其材料力学性能,促进废弃磷石膏的资源化利用。通过在磷石膏基体中掺入长度为3 mm和6 mm的聚丙烯纤维,共制作了78个立方体试件进行压缩试验,研究纤维掺量对磷石膏复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维可提高磷石膏的延性,复合材料的抗压强度和弹性模量先随纤维掺量的增大而增大,超过一定值后,将随纤维掺量的增加而减小。对于3 mm长的聚丙烯纤维,掺量为2.5%时,其抗压强度达到最大值4.64 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加25%,弹性模量达到最大值3498 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了68%;对于6 mm长的聚丙烯纤维,掺量为1.5%时,其抗压强度达到最大值4.51 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加22%,弹性模量达到最大值3413 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了64%。     

TPU/PVB复合材料的制备及性能

 通过熔融共混方法,制备了热塑性聚氨酯弹性体/聚乙烯醇缩丁醛(TPU/PVB)复合材料。采用红外光谱、转矩流变仪、差示扫描量热、热失重、拉伸测试等分析方法对复合材料的结构、加工流变性能、热学性能和力学性能进行研究。分析结果表明,TPU 可明显改善PVB 的加工性能。当PVB:TPU=75:25 时,复合材料的平衡扭矩为7.2 N·m,相对于纯PVB 而言,平衡扭矩的降幅达42.4%;增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)可改善TPU/PVB 复合材料的加工性能。当PVB:TPU=75:25,DBP 加入量为20%时,复合材料的平衡扭矩由7.2 N·m 降至4.5 N·m。而此时复合材料的拉伸强度与初始相比降低了13 MPa,断裂伸长率从24%增加到162%;相对于纯PVB,复合材料的熔融温度降低了10℃,分解温度升高了18℃。     

宽厚板坯连铸结晶器流场、温度场及应力场的耦合数值模拟

利用ProCAST软件对2400 mm×400 mm宽厚板坯结晶器建立三维动态模型,采用移动边界法实现结晶器内流场、温度场及应力场的耦合模拟.结果表明：考虑凝固坯壳的影响,下回流区位置向铸坯中心靠拢,真实反映了钢液在连铸结晶器内的流动情况.自由液面的钢液从窄面流向水口,速度先增大后减小,距水口约0.7 m处,出现最大表面流速,约为0.21 m· s-1.结晶器出口坯壳窄面中心厚度最小且由中心向两侧逐渐增大,最小厚度约为10.4 mm;受流股冲击影响较弱的宽面坯壳与窄面相比生长更均匀,宽面偏角部和中心的坯壳厚度分别为18.9 mm和27.6 mm.铸坯坯壳应力变化趋势与温度基本保持一致,表明初凝坯壳应力主要是热应力.结晶器内铸坯宽窄面上的等效应力均沿着结晶器高度下降方向呈增大趋势,铸坯角部、宽面中心及窄面中心位置的最大应力各约为200、100和25 MPa.     

电磁制动对CSP结晶器内流动和传热的影响

采用数值模拟方法,通过计算1 500 mm×90 mm CSP漏斗型结晶器内磁场、流场和温度场分布,研究了CSP漏斗型结晶器采用不同浸入式水口条件下电磁制动对钢液流动和传热行为的影响.研究结果表明,施加电磁制动后,采用牛鼻子水口的结晶器内流股冲击深度变小,自由液面最大速度从0.231 m/s降至0.067 m/s;采用双侧孔水口的结晶器内钢液主流股向上弯曲的趋势消失,流股对结晶器窄侧壁的冲击强度减弱,结晶器上部回流钢液速度减小,自由液面最大速度从0.798 m/s降到0.140 m/s.综合比较采用两种水口时电磁制动对钢液流动和传热行为的影响,采用双侧孔水口时制动效果较好,有利于提高铸坯质量.     

Zr63.36Cu14.52Ni10.12Al12非晶合金的大塑性与尺寸效应

用铜模吸铸法制备了直径为3,4和6mm的Zr63.36Cu14.52Ni10.12Al12阶梯形圆棒试样,研究了试样尺寸大小对室温塑性和强度的影响.结果表明：φ3mm试样的压缩屈服强度σs为1740.6MPa,极限强度σmax为2030.7MPa,断裂强度σcf为1510.5MPa,塑性应变εp为20.6%,表现出比较大的塑性,存在明显的加工硬化现象;φ4mm试样塑性应变εp为2.6%,屈服强度σs为1748.5MPa,断裂强度σcf为1856.6MPa;φ6mm试样塑性应变φp为0.2%,断裂强度σcf为1221.3MPa.该合金的压缩塑性应变随着块体非晶合金直径的增大而减小,存在明显的尺寸效应,尺寸效应与非晶合金的自由体积有关,冷却速率决定非晶合金中自由体积分数,试样尺寸越小,冷却速率就越大,凝固过程形成的自由体积分数越大,大的自由体积分数促进压缩过程多重剪切带的形成从而有利于塑性的提高.     

利用CAE分析注塑工艺参数对薄壁塑件翘曲形变的影响

利用Moldflow软件,分别模拟分析了模温、熔体温度、保压压力和保压时间对聚丙烯(PP)薄壁塑件翘曲形变的影响。结果表明,总体上来说注塑件在中心处的翘曲量最小,而越靠近注塑件边缘则翘曲变形越大。模具温度从40℃提高到60℃,注塑件中心处的翘曲量变小,而注塑件边缘的翘曲量变化不大。熔体温度从230℃提高到250℃,注塑件的翘曲量减小,且对注塑件边缘的翘曲量影响较大。随保压压力提高,注塑件在总体上的翘曲量减小,而浇口区的翘曲量增加。保压时间过短时注塑件在总体上的翘曲量明显较大;保压时间过长则会引起浇口区的翘曲量变大。     

低渗透煤层气水两相非线性渗流数学模型及计算分析

 在考虑煤层气的解吸和扩散效应及启动压力梯度的基础上,对低渗透煤层气藏流体输运特性进行分析,建立了低渗透煤层气水两相非线性渗流数学模型,推导出非线性渗流阶段气水两相的控制方程组。通过实例计算表明,液相拟启动压力梯度从0.001MPa/m增加至0.007MPa/m,煤层产气峰值下降约15%;不考虑启动压力梯度时的产气峰值量要比液相拟启动压力梯度为0.001MPa/m的产气峰值提升约7%。因此启动压力梯度的存在阻碍了裂隙中流体的流动,对煤层气开发影响较大。     

平板类塑件翘曲变形数值模拟与实验分析

运用Moldflow分析软件,选取模具温度、熔体温度、保压压力与保压时间四因素三水平安排正交实验,模拟平板类塑件的翘曲变形.以模拟为基础,在注塑机上进行实际注塑成型,扫描获取塑件三维数据,并用Imageware软件提取平板类塑件长边与短边的点云,计算宽度与长度方向的翘曲变形量.结果表明:翘曲变形模拟分析与实际注塑成型误差为-0.083 1~0.094 9 mm;保压压力、熔体温度、保压时间与模具温度对翘曲变形模拟分析的影响依次减小.     

TiO_2对连铸保护渣非等温结晶过程的影响

采用热丝法、X射线衍射(XRD)以及矿相方法研究TiO2对保护渣非等温结晶过程的影响.结果表明:枪晶石是含钛保护渣的主要物相.在综合碱度为1.3的基础渣中加入质量分数2%～8%TiO2后,随着TiO2的加入,渣样开始析出了少量的Ca2SiO4、Ca2Al(AlSi7O7)、Ca2SiO2F2和CaTiO3晶体.虽然加入TiO2,促进了析晶种类的增加,但保护渣的结晶过程的时间延长,且保护渣的结晶速率和结晶率降低.因此,加入TiO2后,抑制了保护渣的析晶,从而保证在控制渣膜热流的前提下,提高玻璃态的比例以改善润滑.     

GMT压缩模塑过程中模腔内的传热行为

分析压缩模塑法生产GMT制品过程中模腔内的传热行为,对制品内部非稳态传热过程进行实验研究和数学模拟,计算结果与实验结果基本吻合;探索制品冷却速率对其结晶度及弯曲强度的影响,研究了适宜的模温及冷却速率。     

宽板坯连铸结晶器流场的数值模拟

针对某钢厂150 mm×1503 mm宽板坯连铸结晶器生产中出现的表面波动及卷渣情况,利用FLUENT软件对其进行了三维稳态数学计算.计算以流体表面流速为主要衡量指标,研究了出水口的倾斜角度、倒角形状对该水口作用下结晶器内流场的影响.计算结果表明,原型结晶器浸入式水口作用下,流场内的表面流速大,射流冲击深度小,液面波动大,卷渣严重.改变出水口的倾斜角度,结晶器内表面流速依旧较大,依然有较严重的卷渣现象发生.改用方案3出水口倒角形状改为相切后,表面流速由原型最大的0.6 m/s减小到0.2 m/s,冲击深度增加,流场改善,卷渣问题得到解决.