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作者：黄微南昌大学

学位级别：硕士

水辅助注射成型(Water-assisted Injection Molding,WAIM)技术是目前使用较多的流体辅助注射成型技术之一,相较传统注射成型和气体辅助注射成型技术具有特有的优势,应用前景广泛。现阶段,越来越多的学者将短纤维增强聚合物结合WAIM技术... 详细信息

水辅助注射成型(Water-assisted Injection Molding,WAIM)技术是目前使用较多的流体辅助注射成型技术之一,相较传统注射成型和气体辅助注射成型技术具有特有的优势,应用前景广泛。现阶段,越来越多的学者将短纤维增强聚合物结合WAIM技术,生产出即保留纯聚合物所拥有的质量,还拥有复合材料的优异的机械性能的高质量制件;当前的研究基本集中在等截面管件的研究上,对于变截面管件的研究很少,但在实际生活中存在很多变截面产品,比如汽车加踏板、门把手等,而这类产品非常适用于水辅助注射成型,为使水辅助注射成型技术顺利在此类产品生产中应用,明晰相关参数对变截面弯管短纤维增强聚合物水辅助注射成型制件的影响机理至关重要。为此,本文通过实验与数值模拟相结合的方式对变截面弯管的水辅助注射成型技术展开研究,分析相关参数对变截面弯管短玻纤增强聚合物水辅助注射成型的影响机理,明确模具结构、工艺参数对高压水穿透行为的影响,以望对今后的实际生产提供理论指导。论文主要研究工作及其结论如下:1、结合水辅助注射成型的实际成型情况进行数值模拟,选用合理模型。首先为了使计算收敛,对成型过程进行合理的假设,构建流动过程的基本控制方程;在对目前常用于短纤维增强聚合物水辅助注射成型所使用的粘度模型进行分析的基础上,根据短玻纤增强聚丙烯的材料特性选用适合的粘度模型;合理选用数值模拟中的自由界面追踪技术。2、通过实验研究了溢流法水辅助注射成型技术中注水延迟时间对短玻纤增强聚丙烯弯管的影响,发现随着高压水的穿透增强,管件在转角的前后处的穿透中空部分处截面会更偏向转角的内径;并且随着注水延迟时间的增加,管件的整体穿透率随之减小,且减小速度趋于一致。再利用Moldex 3D数值模拟软件对其进行模拟,结果表明数值模拟与实验结果一致,证实数值模拟中选用模型的可用性。3、通过数值模拟探究溢流法水辅助注射成型短纤维增强聚丙烯中截面比以及弯曲角度对变截面弯管的影响。结果表明:管件沿高压水穿透方向的穿透率呈先增大后减小的趋势,并且管件最后一段的穿透率断崖式下降;随着高压水的穿透,管件转角及转角的后段处均出现残余壁厚不均匀现象(靠近转角内侧的残余壁厚更薄,转角外侧的壁厚更厚);同时随着截面比的增大,制件整体的穿透率波动不大。由此可见,截面比对管件整体性能的影响并不大。随着弯曲角度的减小,管件在转角处的中空面积逐渐增大,但是管件在弯曲处靠近外侧的残余壁厚变化不大,只在靠近内侧的残余壁厚逐渐减小。当弯曲角度从150°减小至120°时,管件穿透率明显增大,当弯曲角度在120°至90°这一范围内弯曲角度对管件的穿透率的影响不明显。4、以类似汽车脚踏板的90°弯曲变截面圆管件为对象,采用溢流法水辅助注射成型数值模拟的方法,通过单因素实验法和正交试验L(4)研究熔体温度、注水延迟时间以及注水压力对管件的穿透率的影响以及各因素的影响程度的高低和最优组合。结果发现:在溢流法水辅助注射成型中,随着熔体温度和注水压力的增加,变截面弯管的穿透率逐渐增加;随着注水延迟时间的增加,管件的穿透率逐渐减小,且随着时间的增加,管件受弯曲段的影响更明显,在转角开始处会出现穿透率减小;同时管件在末端由于管件与溢流腔连接处存在直径突减造成穿透率突降现象。通过正交试验发现在溢流法水辅助注射成型数值模拟中,熔体温度对于管件穿透率的影响程度最高,注水延迟时间其次,注水压力的影响程度最小;管件性能最好的组合为熔体温度270℃,注水延迟时间0 s以及注水压力10MPa。

关键词：数值模拟水辅助注射成型变截面弯管穿透率

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基于脱模力数学模型的花洒变截面弯管抽芯机构设计

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中国塑料 2020年第10期34卷 63-68页

作者：彭国荣隋丽丽陆龙福湖北民族大学教育学院湖北恩施445000 华北科技学院理学院河北三河065201 黄冈职业技术学院机电学院湖北黄冈438002

针对塑件变截面弧形弯管内壁及直管内壁的特点,采用微积分方法创新性地构建了弯管内壁脱模力数学模型,计算并获得了连体弯管型芯的脱模力。据此,优化设计了塑件弯管内壁的脱模机构,机构由单一油缸驱动2个扇形齿轮弯管型芯进行转动抽芯,... 详细信息

针对塑件变截面弧形弯管内壁及直管内壁的特点,采用微积分方法创新性地构建了弯管内壁脱模力数学模型,计算并获得了连体弯管型芯的脱模力。据此,优化设计了塑件弯管内壁的脱模机构,机构由单一油缸驱动2个扇形齿轮弯管型芯进行转动抽芯,确保了塑件的顺利脱模。在脱模机构设置的基础上,塑件的模具结构为1模2腔单次开模两板模具,且设置有2组哈弗滑块外螺纹脱模机构,1个联动式油缸驱动的扇形齿轮弯销抽芯机构。模具结构简单实用,机构动作可靠,能提供较好的设计参考价值。

关键词：变截面弯管机构设计弯管抽芯注塑模脱模力计算数学模型

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工艺参数对短玻纤增强聚丙烯汽车脚踏板模型高压水穿透行为的影响及其优化

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装备维修技术 2024年第1期 18-22+27页

作者：黄微江西省水利科学院

基于熔体温度、注水延迟时间以及注水压力等参数对类似汽车脚踏板结构的弯曲变截面圆管件穿透率的影响以及各参数影响程度和最优组合进行了深入研究。结果发现：随着熔体温度和注水压力的增大，管件的穿透率逐渐增大；随着注水延迟时间... 详细信息

基于熔体温度、注水延迟时间以及注水压力等参数对类似汽车脚踏板结构的弯曲变截面圆管件穿透率的影响以及各参数影响程度和最优组合进行了深入研究。结果发现：随着熔体温度和注水压力的增大，管件的穿透率逐渐增大；随着注水延迟时间的增加，管件的穿透率逐渐减小；对管件穿透率的影响程度从高至低排序为：熔体温度、注水延迟时间、注水压力；工艺参数最优组合为270℃、0 s、10 MPa。

关键词：数值模拟水辅助注射成形变截面弯管穿透率

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