塑料异型材挤出流动的一种数值模拟方法

提出一种基于横截面法和流动路径法的异型材挤出成型中熔体在模头内流动的数值模拟方法。此方法的主要特点是三维流动问题转变为一个一维和一个二维问题求解,它可预测截面复杂的异型材挤出模头压力降和具有多个分支流道的挤出模头出口处物料的平均流速,并用实际算例说明了数值模拟的特点和用途。     

聚合物熔体在曲线型异型材挤出口模内三维粘弹流动数值模拟

利用罚函数有限元法,采用PTT粘弹本构模型,对聚合物熔体在C形和Y形截面异型材挤出口模内的三维粘弹流动进行了数值模拟。在相同挤出流量下,得到了口模内不同截面上的速度和应力分布。对模拟结果的分析表明：异型流道中存在的突出棱角会使局部流道截面的有效流动面积减小,产生收敛效应,收敛角越大,收敛效应越强。因而要保证熔体稳定流动,过渡区与成型区流线必须平滑连接;异型流道中不同的部位熔体所受的剪切和拉伸应力都有所不同,熔体受力历史差异可能导致制品质地不均匀,挤出口模设计中必须考虑熔体受力史。     

塑料异型材挤出模CAD系统研究

针对单一熔体中空型材，提出了塑料异型材挤出模CAD系统的总体框架。介绍了塑料异型材挤出模主要设计参数的算法，提出了基于知识的内筋供料方式智能选择方法，建立了包含多种制模和修模参数的工程数据库，论述了CAE技术的运用。该系统对塑料异型材挤出模的设计具有一定的指导作用。     

聚合物熔体在直线型异型材挤出口模内三维粘弹流动分析

利用罚函数有限元法，采用PTT粘弹模型，对聚合物熔体在直线型异型材挤出口模内的三维等温流动进行了数值模拟，得出了不同挤出量下的速度和应力分布．结果表明：口模截面上流动中心位于流动阻力较小的部分，而且这部分的流速较快；必须依据流动阻力的大小来匹配组成口模截面的各部分所对应的成型区长度，流动阻力大的部分，长度应较小，以免产生流动不平衡从而导致挤出物离模后的扭曲；过渡区对熔体在其上游的稳流区和在其下游的成型区内的流动均有明显影响；聚合物熔体的松弛时间对熔体流速无影响，对剪切应力的影响非常小，随着松弛时间的增大，熔体的粘弹性拉伸应力下降，而且熔体粘弹性拉伸应力对总拉伸应力的贡献很大．     

热加工对塑料异型材挤出模质量影响的研究

为提高塑料异型材挤出模具的质量 ,经研究认为 :不便于热加工 ,首先须对原材料严格把关 ;采用合适锻造工艺 ,锻后进行等温退火 ;在调质处理时适当提高淬火加热温度 ,采用空冷淬火 ,高温回火时也应采用空冷。     

热加工对塑料异型材挤出模质量影响的研究

为提高塑料异型材挤出模具的质量，经研究认为：不便于热加工，首先须对原材料严格把关；采用合适锻造工艺，锻后进行等温退火；在调质处理时适当提高淬火加热温度，采用空冷淬火，高温回火时也应采用空冷。     

造粒模头内压力降的计算

讨论了过滤网叠、多孔板和成粒模板处压力降的计算，为设计合理结构的成粒模头，提供了根据。     

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。     

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。     

基于Altair HyperXtrude的空心铝型材挤压成型仿真模拟

以6063工业铝型材为研究对象,将建立好的三维模型导入有限元Altair HyperXtrude分析软件进行仿真模拟,获得金属流动的温度场、速度场、应力应变场及型材的形变场,研究其金属流动规律,预测实际挤压过程中可能出现的挤压型材缺陷.结果表明:当模具结构设计不当时,型材会产生严重的扭拧、波浪、弯曲和裂纹等缺陷;HyperXtrude可以准确地预测挤压模具初始设计方案中潜在的缺陷,实时跟踪描述金属的流动行为,揭示金属的真实流动规律,获得金属试验现场难以测量的物理量,及时对模具结构进行改进,缩短实际模具制造周期.     

气体辅助聚合物挤出中的二维等温粘弹流动的数值模拟

以圆棒挤出为例，采用通用的流体力学有限元软件FIDAP，以壁面剪切应力为零的边界条件代替气体辅助挤出过程中的气垫膜层的作用对新型挤出方式——气体辅助挤出二维等温流动进行了粘弹数值模拟，得出和分析了口模内外的流线、速度、压力、应力分布和挤出胀大率等模拟结果，并将模拟结果和传统挤出进行了对比．分析和对比表明：气辅挤出可以基本消除挤出胀大，和传统挤出时的速度场、压力场和应力场在口模出口处沿轴向和径向均变化剧烈，而口模内部变化平缓的情况相比，气辅挤出时在有气辅段内各处的流线、速度、压力、应力很快趋同，到出口处几乎完全一致，从而可有效消除挤出过程中的“鲨鱼皮”现象，提高挤出制品的表面质量。     

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.     

挤压流型气力输送的阻力特性

结合挤压流型气力输送的实验研究,提出了一个简化模型,并用量纲分析和实验相结合的方法,导出了与实验结果较一致的压降数学表达式．     

薄壁铝型材挤压成形的一种有效模拟方法

基于大变形弹塑性有限元理论和有限体积法基本原理，建立了金属塑性成形的弹塑性UL有限元列式以及塑性流动中的有限体积控制方程．提出了有限元模拟系统到有限体积模拟系统的数据传递和信息继承方法。建立了铝型材挤压成形有限元/有限体积法复合模拟系统，对铝型材挤压过程进行了数值模拟，预示金属在成形中的塑性变形行为，从而为模具设计及工艺参数选取提供理论依据．     

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.     

大变形菇状件挤压工艺设计及数值模拟

分析了大变形菇状零件的工艺特点,设计并比较分析了工艺方案,设计了工艺参数。运用专业锻造分析软件QForm2D/3D进行了数值模拟分析,得到了零件成形过程的位移—载荷曲线和成形时的应力分布图,经分析后进行工艺参数优化,确定合理的工艺,为生产实践提供指导。