注塑模腔塑料熔体流场流动路径分析

提出一种新的确定注塑成型充模阶段塑料熔体前沿位置的当量距离法 ;并按照流动路径与熔体前沿尽可能正交的原则将模具型腔划分为由浇口起始的若干条流动路径 ,将各条流动路径与不同时刻熔体前沿交织而成的网格用于注塑成型过程的数值模拟计算 ,完成了对注塑制品收缩率的预测     

大中型塑料注射模具设计中确定型腔壁厚尺寸的方法探讨

在大中型塑料注射模具(简称塑料模具)设计中通常以刚度计算作为确定型腔壁厚尺寸的依据。本文提出以强度计算为依据,采用设置预应力件的方法提高型腔壁刚性,达到同样效果。文中就两种设计方法进行了比较,后者节约型腔壁材料30％～50％,成本大大降低。深圳亿华机械工业有限公司(以下简称亿华公司)的实践证明,是行之有效的。随着电视机、收录机等家电产品的普及应用,对于大中型塑料注射成型制品提出了更大数量和更高质量的要求。这种模具在注射成形过程中,型腔侧壁承受着较大的塑料流动压力和浇口封闭前一瞬间的保压应力,引起型腔侧壁的变形。此变形如果超越了一定限度,充模的物料增多,不仅造成溢料,而且在物料冷却收缩时,随着型腔压力的下降,侧壁变形要弹性回复,当回复量超过塑料冷却收缩量时,塑料制品的周边被嵌在型腔内难以脱模,损坏塑料件,严重时将损坏模具。因此,在大中型塑料模具设计中,型腔侧壁的刚性问题非常重要。本文从塑料模具设计中强度和刚度计算问题入手,进行了理论分析和经济性比较,提出了新的设计方法,并作了试验。下面分几个方面讨论。     

注塑模流动分析的有限元和有限差分法

本文利用非等温、粘性广义Hele-Shaw流动理论,建立了三维薄壁型腔塑料熔体充填过程的数学模型。耦和利用有限元/有限差分法数值求解压力能量方程,实现充模过程的动态模拟。     

注塑成形过程中型腔信息在线检测装置的研制

设计并制造了一种注塑模具型腔信息在线检测装置,综合利用传统传感器检测法、可视化观测法和超声波检测法,分别检测塑料熔体在模具型腔中的热、力学变化情况,以及充填模式信息和微观形态演化行为.在检测装置中,塑料模具设计成带侧向分型抽芯的模具结构,同时运用多媒体计时器技术和多线程编程技术开发数据采集系统.实验结果表明:所设计的模具安全可靠,检测装置可获得成形过程中塑料熔体的温度及压力信息、充填模式图像和结晶形态的形成与演化行为,实现真实加工条件下注塑成形过程的全面可视化.     

基于超声技术的塑料注射成形过程在线检测

提出一种新的塑料注射成形过程在线检测方法,利用超声波在异质界面的反射与透射行为以及对温度和压强的响应特性,研究注射成形过程中无定形塑料聚苯乙烯(GPPS)和结晶型塑料聚丙烯(PP)的超声衰减行为,探讨工艺参数(模具温度和保压压力)对无定形塑料超声衰减行为的影响规律.实验结果表明:超声衰减信号能准确反映出塑料熔体的注射、冷却、收缩以及结晶过程信息,可用于注射成形过程的在线检测.     

利用CAE技术进行注塑制品模拟分析及工艺优化

注塑模CAE软件是根据塑料加工流变学、传热学和数值计算方法的基本理论,建立塑料熔体在模具型腔中流动、传热的物理数学模型,利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中熔体在型腔中的动态充填过程、保压过程和冷却过程,定量地给出成型过程的状态参数.利用数值模拟技术研究制件注塑成型,对于提高塑料产品精度、缩短新产品开发周期、降低成本、提高生产率等都有着重要的意义.     

超声塑化工艺参数对聚合物熔体流动性能的影响

为了测试超声塑化的聚合物熔体流动性能,采用自行研制的阿基米德螺旋模具进行超声塑化微注射成型充填实验,通过充填长度表征聚合物的流动性能。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,无定型)、聚丙烯(PP,半结晶型)、聚酰胺66(PA66,结晶型)这3种不同类型的聚合物为对象,采用单因素实验法分别研究超声振幅、塑化时间、塑化压力、保压时间、保压压力、模芯温度等关键工艺参数对聚合物充填长度的影响规律。研究结果表明:提高超声振幅、延长塑化时间、增大塑化压力、提高模芯温度均能显著提高聚合物的流动性能,在相同条件下,这3种聚合物的充填长度L关系为LPA66LPPLPMMA;当保压时间从2s提高到6s时,这3种聚合物充填长度分别提高24.3%,21.1%和24.1%;充填长度与保压压力呈线性增长关系。研究结果可为建立超声塑化的聚合物流动性测试标准提供参考。     

注塑模流动模拟的数值方法及实验验证

本文采用有限元法和有限差分法的混合解法,对非牛顿流体非等温流动的数学模型,编制了塑料熔体在三维薄壁型腔内流动的模拟程序,并将程序的预测值和实验测量结果进行了比较.     

几何特征对高深宽比微结构零件注射成型充填深度的影响

采用基于Navier-Stokes运动方程开发的Moldflow MPI 6.0软件,以聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)材料为对象, 在型腔压力为100 MPa、熔体温度为250 ℃、不同模具温度下,研究零件几何特征(微结构所在位置、微结构形状、微结构截面尺寸、微结构深宽比和微结构型腔截面尺寸)对微结构充填深度的影响.研究结果表明:微结构与型腔末端间距越小,充填越深,但当微结构与型腔末端间距超过某一值时,微结构充填深度与其位置无关;微结构倾角越小,充填越深;微结构截面尺寸越大,充填时熔体所受阻力越小,充填越深;型腔截面尺寸与微结构尺寸相差越小,越有利于微结构充填;微结构充填深度与其深宽比无关.     

型腔表面温度对聚合物纳结构成型质量的影响

针对纳注射成型过程中熔体表层易冷却凝结、难以向纳结构深度方向充填的问题,采用电加热的模具升温方式,研究型腔表面温度对聚碳酸酯(PC)表面纳结构成型质量的影响。为获取型腔表面温度分布,利用有限元分析软件ANSYS对模具的加热过程进行仿真研究。以表面含纳米孔结构的阳极氧化铝板(AAO)为模芯进行注射成型实验。研究结果表明:电加热模具型腔表面温度分布均匀,传感器能够准确地描述型腔表面温度;经过500次成型实验后,AAO模芯依然具有较好的表面形貌;随着型腔表面温度提高,在接近甚至高于PC的玻璃化转变温度(148℃)时,制件表面纳结构成型质量有显著提高;当模温为160℃时,熔体在纳结构处的充填较完整,均匀性较好。     

颗粒流动特性的研究与分析

大量离散物质的流动行为可以借用颗粒物质的流动行为来描述,这给研究多粒子复杂体系提供了一个实验研究手段.本文介绍两个典型的颗粒流实验,分析各种因素对该体系的影响,并给出自己的看法.     

利用节流装置噪音测量两相流流量的理论模型

两相流流过节流装置时产生的差压测量噪音是人们熟知的现象。这一噪音是由于相浓度在空间的随机分布所引起的。当流动遇有阻挡体（例如孔板）造成扰动时，噪音的临度将进一步增强。假设分散相浓度分布的方差正比于其平均相浓度，在不考虑阻挡体扰动的条件下，应用两相流分离流理论模型论证了节流装置差压方根噪音的方差近似正比于分散相流量。进而推导出利用噪音测量两相流流量的理论模型。这一论证预示了可以根据简单的理论模型用单一节流装置实现两相流流量的测量。     

节点环流网络中的最大流算法

为了求出节点有容量并有存储功能的网络中的最大流,提出使用改进的带有节点环流的网络模型。在改进的网络模型中,网络节点改由新的结构代替,即节点分为入点和出点,增加中转弧和节点环。提出了进出节点的配平算法,使用了改进的流量守恒约束,通过虚拟源、虚拟汇进行配平,使用最大流算法求出由节点环流调节过的最大流。在配平算法中,遇到入流容量小于出流容量,要判断节点环流量的大小;遇到入流容量大于出流容量,要判断节点环流的残容量大小。算法应用于流的分配或流的汇聚。     

电子商务的内涵及流程研究

对电子商务的内涵和走向应进行新的解析和研究。在强调电子商务的流组中，不仅应关注物流、资金流、商流和信息流的整合，同时更应把企业的业务流融入电子商务的解决方案中。业务流是电子商务的第五流，它是现代电子商务最主要的特征。     

不可压缩流体的有压槽道紊流

本文应用管流与有压槽道流的力学相似性,从理论上推导出不可压缩流体有压槽道紊流的以下3个关系式;(1)紊流时均速度的对数分布模型与断面平均流速的关系.(2)紊流光滑壁层流边层的厚度与速度计算公式.(3)阻力系数公式.以上结果已与 Dean 的工作进行了比较,在已知的实验范围内优于 Dean 本人提出的经验公式.     

物质流、能量流与信息流协同的探讨及应用

根据反映生产设备与环节特性的数学模型及能量与生产管理信息系统，对物质流、能量流与信息流的协同进行了探讨，并针对一个一般的工业企业建立了其数学模型。通过实际系统与仿真系统结合形成闭环的信息结构，在每个时间周期根据该时刻的信息流（已知的与预测的）对物质流、能量流进行最优协调，该方法能有助于企业合理使用能量与最优安排生产。     

基于业务流程的装备保障信息流模型研究

通过对装备保障信息流与业务流程关系的分析,以现行装备保障体制为背景,提出了装备保障信息流模型的概念,分析了装备保障信息流模型相对于实体业务流程的特点,然后围绕装备保障关键业务流程从流程的观点建立了装备保障信息流基础模型,最后围绕装备保障决策指挥过程从决策支持的角度对模型进行了优化重构。     

钢铁企业物质流与能量流及其相互关系

把大型钢铁企业的生产系统分解为相互关联的物质流动和能量流动过程两部分.针对其中的物质流动过程,构造从天然铁矿石(或废钢)到钢铁产品生产过程的物质流图,并建立含铁物料流动过程的铁流模型;针对能量流动过程,构造从一次能源到二次能源产品的生产、转换和使用直至废气排放的能量流图,并建立钢铁企业能量流模型;考虑物质流和能量流的相互关联和制约,建立两者的耦合模型.基于模型,讨论了钢铁生产过程中物质流变化、能量流变化及其相互作用对企业能耗及资源效率、能源效率的影响,指出了提高资源效率、能源效率的努力方向.     

绘制涡轮流量计与旋涡流量计的流量系数图表的一种方法

涡轮流量计与旋涡流量计的流量系数随被测流体的物理性质变化而变化。基于这个原因,在流量计投入使用之前,应测取实际的流量系数。本文根据相似理论推导出涡轮流量计与旋涡流量计的流量系数表达式,其结论是:流量系数仅是雷诺数的函数。据此可绘制出流量系数图(表)。如果此结论被采用,使用流量计时,就不必测量实际的流量系数,而是直接从流量系数图上查出流量系数。这样,可保证有较好的测量精确度。     

相向流对室内人行道影响的模拟与量化研究

对公共场所中的室内人行道来说,人流的相向运动是常见的一种现象.不合理的设计会引起通道的经常性阻塞甚至在疏散中导致踩踏事故.如何确定人行道的最大人流量是设计中的关键问题.采用计算机模拟软件对不同人流比率下行走速度和人流量之间的关系进行了研究.通过模拟得出了不同人流比率下的最大人流量、低密度状态下的自由行走速度以及最大人流量下的行走速度.根据模拟结果,对人流比率与人流量之间的函数关系进行标准化.这种标准化函数关系可以用于对各种状态下(从自由流到阻塞流)的道路状况进行评估.研究发现:相向流比率对最大人流量和最大人流量下的行走速度都有影响,而对自由行走速度影响不大.研究结果可用于人行道的设计和规划及疏散性能评估.