用于精密挤出成型的气辅挤出口模设计数值模拟和实验研究

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2挤出成型

1.2.1挤出成型面临的主要问题

1.2.2挤出成型的发展方向

1.3气辅挤出成型

1.3.1气辅挤出成型技术概述

1.3.2气辅挤出成型研究进展

1.3.3气辅挤出成型技术特点

1.4存在的问题

1.4.1工艺条件对气辅挤出稳定性的影响

1.4.2气辅挤出缩小现象

1.4.3入口几何构型与挤出胀大比的关系

1.4.4滑移段长度与挤出胀大比的关系

1.5研究意义和研究内容

第2章气辅挤出流动的数学模型和数值计算方法

2.1流体力学基本方程

2.1.1质量守恒方程

2.1.2动量守恒方程

2.1.3能量守恒方程

2.1.4基本假设

2.2流变状态方程-本构方程

2.2.1广义牛顿本构方程

2.2.2粘弹性本构方程

2.3气辅挤出流动的数学模型

2.3.1数学模型

2.3.2材料性能参数

2.3.3流动边界条件

2.3.4热边界条件

2.4气辅挤出流动的数值计算方法

2.4.1有限元离散

2.4.2渐变法原理

2.4.3自由表面网格重置方法

2.5气辅挤出的数值模拟流程

2.5.1前处理

2.5.2求解器

2.5.3后处理

2.6本章小结

第3章实验研究工艺参数对气辅层稳定性的影响

3.1气辅挤出实验系统

3.1.1实验系统组成

3.1.2实验仪器及操作步骤

3.2材料性能测试

3.2.1松弛时间测试

3.2.2计算粘流活化能

3.3工艺参数对气辅层稳定性的影响

3.3.1气体压力

3.3.2气体流量

3.4本章小结

第4章气辅挤出缩小现象的数值模拟和实验验证

4.1气辅挤出缩小现象

4.2半固态熔膜现象

4.2.1模拟结果和分析

4.2.2实验结果和分析

4.2.3其它不良影响

4.3熔垂现象

4.3.1熔垂现象描述

4.3.2熔垂现象产生的原因

4.3.3解决熔垂现象的方法

4.4本章小结

第5章 口模入口几何构型对气辅挤出胀大的影响

5.1入口几何构型

5.1.1入口设计重要性

5.1.2入口几何构型设计

5.2流线形口模

5.3数值模拟结果

5.3.1压力场分布

5.3.2速度场分布

5.3.3应力场分布

5.3.4挤出胀大比

5.4本章小结

第6章滑移段长度对气辅挤出胀大的影响

6.1滑移段长度设计

6.2影响挤出胀大的因素

6.6.1工艺条件

6.2.2物性参数

6.2.3口模结构

6.3气辅挤出胀大比方程

6.3.1数值模拟结果和分析

6.3.2方程表达式

6.3.3机理分析

6.3.4实验验证

6.3.5方程应用

6.4延长滑移段长度的意义

6.4.1降低压力降

6.4.2减小应力集中

6.5本章小结

第7章气辅挤出成型的实验研究

7.1气辅挤出制品尺寸预测

7.1.1理论计算

7.1.2实验验证

7.2实验研究挤出压力降

7.2.1实验结果

7.2.2数据分析

7.3实验研究制品表面质量

7.3.1HDPE制品表面质量

7.3.2PP制品表面质量

7.3.3 ABS制品表面质量

7.3.4冷却硬化后的挤出物表面质量

7.4本章小结

第8章结论和展望

8.1结论

8.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果