塑料挤出流动数值分析及其模具结构的设计优化

阐述挤出模设计理论、数值分析方法,以及塑料挤出成型和模具优化设计技术的国内外研究进展,指出其存在的主要问题和发展方向,认为把设计经验、数值模拟和最优化设计理论有机结合,是解决挤出模优化设计的有效途径.该领域中存在的不足是,流线型流道的三维参数化建模方面的方法大多存在着实用性不强,或者无法对型腔曲面进行参数化控制的缺点;三维参数化流道模型没有针对其功能特征进行划分,不利于进一步的优化设计.其发展方向是在实践中采用的一些技术改进措施,考虑模具结构各功能段之间的联合作用和相互影响,尽量减小模头内的横向流动,以及模具结构对挤出工艺、挤出材料的敏感性等.     

异型材挤出模头压力降的数值计算

介绍了一种基于横截面法的异型材挤出成型中熔体在模头内流动压力降的数值计算方法，可用于预测截面复杂的异型材挤出模头压力降，通过一个例子说明了数值计算结果的可靠性和用途。     

硬质聚氯乙烯中空型材冷却定型模的设计

介绍了硬质聚氯乙烯塑料中空异型材冷却定型装置的设计,通过典型实例讨论其设计方法、设计要素和经验体会。     

胶丝挤出口模的优化计算

由实验证明胶丝挤出口模圆锥形通道比圆柱形通道能改善挤出条件，提高挤出质量。文中建立圆锥形通道的数学模型，得到计算口模尺寸的计算公式。一般讨论口模流变设计时，假设是等温的最佳但在实验中，温度是变化的，某些场合，为了更为精确掌握聚合物的性质，提高产品质量，温差是要计算的，文中讨论了温差的计算方法。     

提高挤出工艺对型材物性的影响

对发生在白色PVC型材表面发黄现象进行了总结分析,提出了降低挤出工艺不能彻底解决发黄现象,同时降低挤出工艺会影响型材的物理性能。     

胶丝挤出口模的流变设计

从理论上了聚合物熔体的流变特性对产品的质量的影响，根据律函数方程式，建立了在圆形模中熔体流动的数学模型，提供了足够精确的计算口模具尺寸的计算公式。     

气辅挤出口模的研究现状

气辅挤出成型可以显著消除传统挤出成型中出现的挤出胀大、鲨鱼皮、耗能高等现象。在气辅挤出系统中,气辅挤出口模的设计是核心部分。介绍了国内外关于气辅挤出口模设计的特点,并进一步对口模设计进行了展望。     

塑料异型材动态挤出流动分析及口模长度设计

本文以“L”型挤出口模为例，利用ANSYS软件对口模入口处受周期性振动的压力驱动的塑料熔体在模内的流动过程进行了三维等温数值模拟，研究了入口压力的振动参数对流场压力和速度的影响情况，结果表明：流场中压力和速度的振动频率与入口压力的振动频率相等，而流场压力和速度的振幅随入口压力振幅的增大或者频率的降低而增大，亦即，低频高幅的振动容易得到较大的振动幅值。研究还表明流场速度振动的衰减比压力振动的衰减慢，所以，口模长度设计时应以速度的衰减为依据。     

截面厚度不均的L型异型材挤出流道设计

本文主要研究了截面厚度不均的L型异型材挤出流道设计,以挤出模具的出口速度均匀性为目标,分别从如何扩大低速区域的入口面积以增大低速区域流量以及如何布置缩放流道来增大高速区域阻力两个方面进行研究,从而有助于异型材挤出流道的设计。     

流线型挤出模曲面构造

根据塑料挤出的特点，在编程实现对型材截面轮廓凸凹性自动判断的基础上，采用射线法与比例间隔法相结合的方法，确定流道入口圆周上型值点的位置．以三次多项式作为流道模腔型曲线的数学模型，依据流线型要求给出的初始、边界条件，得出型曲线的数学方程．构建了挤出模流道的三维参数化曲面模型．有限元分析结果显示，该方法创建的流线型流道模型，其流动稳定性和平顺性都优于直线型流道．     

基于遗传算法的挤压模具型腔形状优化设计

以磨损为目标建立优化数学模型,采用B样条函数插值描述模具型腔轮廓形状,基于有限元和修正的Archard磨损模型计算结果训练BP神经网络,建立模具型腔控制点与目标函数之间的映射关系,计算遗传算法的适应度值,优化模具型腔．研究结果显示：采用本方法得到的模具型腔形状,与锥形模相比,沿其表面最大磨损深度降低了63．9％,磨损深度分布均匀,说明此设计方法可行．     

铝型材挤压模具导流孔结构优化

基于MATLAB平台,将BP人工神经网络、遗传算法和数值模拟技术应用于铝型材挤压模具的导流孔形状优化设计。由正交实验法安排模拟实验组合,采用SuperForge软件对进行型材挤压过程进行数值模拟,并以挤压时金属流出模口平面的z向质点流速的均方差作为模型目标值;将模拟结果作为人工神经网络的输入样本对进行网络训练并建立网络知识源;通过遗传算法求得模型的全局优化解;最后通过有限体积法数值模拟技术验证并比较优化所得导流孔形状与经验法确定的导流孔形状对金属流动均匀性的影响。分析结果表明,通过调整导流孔形状能使金属流出模口的速度分布更均匀,表明对挤压模具导流孔形状的优化是有效的。     

玻璃幕墙铝型材挤压模具设计及优化方法研究

铝型材挤压模具设计主要依据工程类比和设计经验,利用hyperxtrude对挤压过程进行仿真模拟,既能验证传统设计经验的可靠性又能利用挤压过程中的模具结构的应力应变、型材出口金属流速、温度分布等来优化模具结构,有效地减少了模具设计时间,降低了模具生产成本,为铝型材企业提供实用的技术参考。     

塑料异型材真空定型模冷却水道优化设计

热的塑料异型材通过定型模来冷却定型,因此定型模内冷却水道的设计是保证型材成型质量的重要基础.通过分析型材冷却过程中的热传递方式,对传热模型、初始条件和边界条件进行了深入的分析和计算,完成了塑料异型材在定型模内冷却过程的数值模拟.在此基础之上,以定型模出口处型材截面上各点冷却均匀性和效率为优化目标,基于有限元分析结果和水道参数化模型建立目标函数的数学模型,对水道的位置参数进行优化设计.通过生产型材SF66的定型模的优化设计和实验,验证了该方法的正确性和有效性.     

六方套热挤压模具设计

介绍了生产六方套热挤压模具的设计方法。利用挤压方法生产六方套 ,不仅提高了材料的利用率 ,而且提高了生产效率。     

井楼油田注汽井调剖参数优化设计方法研究

通过分析蒸汽吞吐的汽窜动态和汽窜方式，考虑汽窜通道内为蒸汽凝析特征，建立了窜流通道内蒸汽驱的非活塞驱替模型，依据窜通井射孔段的油层物性差异，给出了井间平均连通程度和窜通角的计算方法，并计算出窜汽量，然后由非活塞式驱替模型和汽窜动态资料确定井间窜通孔隙体积。数值模拟结果表明，调剖段塞位置处于井间之半时，调剖效果较好，调剖段塞尺寸为10％～15％汽窜孔隙体积时蒸汽波及效率基本达到最大。对L1833井进行调剖参数设计，按照深部调剖原则选取颗粒堵剂粒径，调剖剂用量为32m^3，实施调剖后注汽，对应邻井的井口温度和含水率变化趋势正常，未出现汽窜现象，堵调效果较好。     

铝合金圆管挤压成形的切线分流桥模具结构分析

挤压成形是铝合金产品成形的主要手段之一。对一般的空心型材制品,由于挤压成形本身的工艺特点,不可避免的会在产品表面产生挤压焊合线,影响到产品的表面质量。对圆管型材制品,给出了一种切线分流桥的结构,能够减轻甚至避免圆管表面出现明显焊合线;并通过数值模拟分析,发现了该种模具设计方案增加了金属在焊合室中的横向流动能力,有效的改善了金属挤压焊合的质量和流动均匀性。     

分隔板结构对挤出流动影响的数值分析

采用有限元数值分析方法,分析了分隔板结构对挤出流动平衡性的影响,指出其调节流动均匀性的效果是非常明显的,对于型材截面上相邻区域壁厚相差悬殊的情况,采用分隔板结构是减小横向流动、提高挤出流动均匀性的最有效措施之一.针对分隔板有限元建模困难问题,提出了用边界约束条件替代模具结构几何特征的方法,其分析结果和采用真实分隔板结构时的分析结果基本一致,说明所采用的处理方法是合理的、有效的,能够大大降低有限元建模的困难性,提高分析效率和速度.     

温挤压模具设计的新方法

为了提高温挤压模具在高温高压下的使用寿命,从模具材料的选用、模具热处理方法到模具的加工等方面进行了分析,提出了延长模具寿命的新方法,对使用这类模具的企业提供参考。     

基于混合离散复合形法的工程优化设计

针对工程中大量存在的设计变量为离散型和连续型的混合离散变量优化设计问题,提出了连续变量及非均匀离散变量的均匀离散化处理方法,并借鉴离散变量的搜索优化法,在连续变量的复合形法基础上,探讨了一种求解有约束非线性混合离散变量的优化设计问题的方法———混合离散复合形法。算例表明,混合离散复合形法可用于工程结构优化设计中,其结果不需圆整,解题可靠性和效率大大提高。