高浓度纤维悬浮体系中纤维取向的模拟及测定

本文研究了高浓度纤维悬浮体系中纤维的取向状态，采用Ｄｏｉ－Ｄｏｒａｉｓｗａｍｙ流变模型，运用纤维跟踪技术计算取向张量，由取向椭圆表征纤维的取向状态．提出了用于测定短玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中纤维取向的快速、简便的方法，并用该法测定了挤出成型的复合材料中纤维的取向分布．预测结果与实验数据基本相符．     

SF-TPU复合材料线热膨胀性能研究

对SF-TPU(短纤维－热塑性聚氨酯 )复合材料线热膨胀性能进行了理论与实验研究,考虑了短纤维取向分布的影响,建立了SF-TPU复合材料线热膨胀系数理论预测方程,理论预测与实验结果吻合较好。实验还表明,纤维取向因子f_p与SF-TPU复合材料线热膨胀系数有很好的对应关系。     

4∶1粘弹性收缩流动中纤维取向研究

利用纤维生成算法,研究了4∶1粘弹性收缩流动中的纤维取向。直接在流场中生成纤维,通过求解Jeffery方程,得到纤维在流场中的取向状态。结果表明在4∶1平板收缩流中,在靠近壁面且远离拐角的区域,流场中主要是剪切作用占主导地位,而纤维呈现周期性旋转状态;在接近中轴线的位置,流场中转变为拉伸作用占主导地位,纤维沿单轴拉伸;在在上游拐角区域和收缩入口处,流动相对复杂,纤维的取向也相对复杂,因为流动以旋转为主,所以纤维取向也随着出现不规则旋转。     

注塑成型流动过程中的纤维定向分析

基于Ｈｅｌｅ－Ｓｈａｗ流动，采用Ｄｉｎｈ定向计算模型，运用分层计算方法模拟中等浓度短纤维增强塑料在注塑流动成型过程中纤维的取向状态，以多层的定向描述制品截面内的整体定向情况     

铝合金型材宽展挤压应用研究

分析了宽展挤压变形规律及宽展模具调节金属流动的机理 ,建立了宽展挤压流动模型。讨论了宽展挤压进入稳定变形阶段后挤压力的组成 ,提出了各部分挤压力的计算方法。探讨了宽展模具设计要点及设计方法。经实践验证 ,该设计方法有效、可行     

无机莫来石连续纤维材料制备研究进展

 无机莫来石连续纤维具有良好的热稳定性、化学稳定性及高温强度,因而被广泛用作绝热材料、高温结构材料和纤维增强体,是一类具有重要用途的高温陶瓷材料。莫来石连续纤维制备工艺复杂,影响因素众多,制备较为困难。美日企业已经掌握了莫来石连续纤维的制备工艺并开展了商业化生产,而国内仍集中于低附加值莫来石短纤维的生产,尚未开发出莫来石连续纤维商业化产品。本文系统介绍了溶胶-凝胶、静电纺丝、超细微粉挤出、熔融、内结晶等莫来石连续纤维制备方法的优缺点,总结了国内外在这一领域的近期研究进展,重点论述了溶胶-凝胶法干纺方法的优势;介绍了金属无机盐溶胶-凝胶和金属醇盐溶胶-凝胶两种技术路线,对其中涉及到的溶胶结构、稳定性、助剂作用等关键问题进行了探讨,并展望了莫来石连续纤维制备技术的发展方向。     

RESEARCH ON ELASTIC BEHAVIORS OF LDPE MELT DURING CAPILLARY DYNAMIC EXTRUSION *

在振动场的作用下,ＬＤＰＥ熔体于毛细管中动态挤出与稳态挤出时相比,挤出物的挤出胀大比减小,减小程度与施加的振动强度有关．在相同流率时于一定振幅条件下,挤出物胀大比变化与频率成非线性变化．另外,振动场对ＬＤＰＥ在毛细管中挤出时的不稳定流动有影响,在振动条件下,挤出ＬＤＰＥ时发生不稳定流动的临界流率有较大提高．结果表明,振动条件下挤出聚合物能有效地改善挤出物的弹性性能,从而为聚合物的挤出成型加工带来巨大的益处．     

On the structural features of fiber suspensions in converging channel flow

The structural features of fiber suspensions are dependent on the fiber alignment in the flows. In this work the orientation distribution function and orientation tensors for semi-concentrated fiber suspensions in converging channel flow were calculated, and the evolutions of the fiber alignment and the bulk effective vis-cosity were analyzed. The results showed that the bulk stress and the effective viscosity were functions of therate-of-strain tensor and the fiber orientation state ; and that the fiber suspensions evolved to steady alignment and tended to concentrate to some preferred directions close to but not same as the directions of local stream-lines. The bulk effective viscosity depended on the product of Reynolds number and time. The decrease of ef-fective viscosity near the boundary benefited the increase of the rate of flow. Finally when the fiber alignment went into steady state, the structural features of fiber suspensions were not dependent on the Reynolds numberbut on the converging channel angle.     

短纤维-TPU复合材料力学性能理论与实验研究(Ⅰ)拉伸强度理论与实验

综合考虑了短纤维ＴＰＵ 复合材料纤维与基质特性、纤维基质界面结合强度、纤维长度与长径比以及纤维取向分布等对复合材料力学性能的影响, 提出了短纤维ＴＰＵ 复合材料拉伸强度理论预测方程, 并进行了短纤维ＴＰＵ 复合材料的实验研究, 理论预测结果与实验结果吻合较好。     

T型模头熔体流动与模具变形耦合的数值模拟

为了研究T型模头熔体出口的流率均匀性,利用计算流体动力学软件Polyflow对一种T型模头内的熔体流动和模具变形进行了耦合数值模拟.结果表明:模具流道表面沿模具厚度方向的变形在挤出方向和模具宽度方向均为非线性变化,造成熔体出口流率均匀性与不考虑模具变形的理论设计结果相差较大;随着挤出量增加,狭缝沿模具厚度方向的变形增大,熔体出口流率均匀性降低;随着模具厚度增加,狭缝沿模具厚度方向的变形减小,熔体出口流率均匀性提高.     

铜扁线连续挤压力的研究

针对连续挤压工艺的重要参数—连续挤压力进行详细研究,得出了连续挤压力公式.并对铜扁线连续挤压成形过程进行数值模拟,对数值模拟结果进行了详细的分析,得到了金属流动的等效应力场,其变化规律与实际相吻合.     

导流模和分流模金属挤压流动成形的数值模拟

建立了铝合金导流模和分流模挤压分析模型,利用有限体积法(FVM)分别对导流模和分流模模具在铝合金挤压过程中坯料的应力分布和速度场分布进行了比较和分析,发现坯料应力的分布与工作带高度的设定、出材流动是否均衡没有直接的联系,而工作带的调节对改善金属的流动有一定的作用.针对型材出口处的金属流动均匀性,提出了一个判定能否获得稳定合格型材的依据.计算出口型材的标准速度场偏差(SDV),当SDV随时间增加逐渐减少,并且其收敛值小于一个临界值时,认为能够获得稳定合格的型材.     

铝合金三维弯曲管件差速挤压过程有限元模拟

本文采用材料流动控制方法,实现了弯曲管件一次性挤压成形;采用有限元法,在DEFORM-3D有限元商业软件上实现了弯曲管件双凸模差速挤出过程的三维数值模拟,分析了双凸模挤压过程速度场分布、材料流动规律、挤压力、应力场和应变场的分布以及在4个凸模作用下实现了管材的空间弯曲;介绍了一次性挤压直接成形弯曲管件的机理,对实际模具设计将具有重要的指导意义.     

柑橘囊衣膳食纤维的改性研究

采用双螺杆挤压活化技术,研究了柑橘囊衣膳食纤维挤压改性工艺条件。通过单因素和正交试验,最终确定了最佳挤压加工工艺条件为:挤压温度170℃、物料含水量10%、挤压压力4.5MPa。在最佳挤压工艺条件下,经挤压改性后膳食纤维持水力由1.18g/g增加到了1.99g/g;膨胀力从1.99mL/g增加到4.88mL/g。     

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．     

短纤维-TPU复合材料力学性能理论与实验研究( Ⅱ) 弹性模量理论预测及实验

综合考虑纤维长度分布、纤维取向分布及纤维2基质界面结合特性, 提出了短纤维2热塑性聚氨酯( TPU)复合材料模量预测方程, 并进行了实验研究, 理论预测方程与实验结果吻合较好。     

用刚塑性有限元法分析超塑性反挤压成形

本文用刚塑性有限元法分析超塑性反挤压成形的流动规律，定量地分析了影响超塑性变形抗力的因素，预测了反挤压变形抗力和变形区的应力应变分布规律，为预测超塑性材料的反挤压变形抗力、速度场及等效应变速率提供了计算机模拟实验的通用程序。     

网眼罗拉型集聚纺集聚区须条集聚机理分析

为深入研究网眼罗拉型集聚纺系统中纤维须条在流场作用下的运动规律,建立了集聚区域的计算流体动力学(CFD)模型,并运用Fluent软件对该区域的流场进行数值计算,然后建立了纤维微元在气流场中的动力学模型,利用自编的Matlab程序对其进行求解,最后获得了纤维在集聚区的运动轨迹.研究结果表明不同初始位置的纤维运动轨迹能够反映须条的集聚规律;气流的横向作用力能够使须条在集聚方向上发生集聚;上层纤维较网眼罗拉表面的纤维集聚速度快;y轴向气流力使须条贴伏在网眼罗拉表面.     

径向载荷作用下的管道塑性失效力学模型与实验分析

针对野外埋地敷设的输油管道发生断裂、泄漏等较大破坏时,使用管道挤压截流装置,将管道快速压扁以阻断流油的问题,运用塑性变形理论和虚功原理,建立了一个受均匀径向载荷作用下的管道挤压变形模型,并且对管道塑性变形进行了分析计算,得到了管道挤压所需的载荷量。并使用18 mm宽度的刀口对325 mm×6 mm的X60钢管进行挤压实验,得到了管道挤压的载荷位移曲线。将得到的实验数据与理论数据进行对比和验证,理论数据与实验数据结果吻合。该模型可用于计算不同规格管道挤压所需的载荷量,为管道抢修工作提供理论和实践参考。     

宽截面铝型材挤压导流模应用研究

探讨了导流模内挤压铝型材的流动规律。提出了确定导流模最小厚度的理论依据。用流函数法确定了宽截面薄壁铝型材挤压变形动可容速度场、应变速率场及上限功率。讨论了变形程度、磨擦因子等参数对导流模最小理论厚度、挤压载荷的影响。得出薄壁型材导流模厚度的理论最小值。为导流模优化设计提供了理论依据。