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聚合物气辅共挤成型中挤出胀大的数值模拟

高分子材料科学与工程 2010年第5期26卷 171-174页

作者：黄益宾柳和生黄兴元徐磊南昌大学聚合物加工研究室江西南昌330031

以一矩形截面共挤型材为例,采用Giesekus本构方程和Navier滑移模型建立数值模型,使用EVSS、SU等有限元方法对气辅共挤和传统共挤时两种聚合物熔体在口模内外的等温粘弹流动做了三维数值模拟,得到了气辅共挤和传统共挤时的挤出胀大率、... 详细信息

以一矩形截面共挤型材为例,采用Giesekus本构方程和Navier滑移模型建立数值模型,使用EVSS、SU等有限元方法对气辅共挤和传统共挤时两种聚合物熔体在口模内外的等温粘弹流动做了三维数值模拟,得到了气辅共挤和传统共挤时的挤出胀大率、速度场、应力场及剪切速率分布。对模拟结果进行了分析和对比,结果表明,气辅共挤能消除挤出胀大和模外熔体偏转流动现象;气辅共挤时两相熔体的速度场均匀一致,熔体流动稳定,呈柱塞状挤出;熔体表面的切向和法向应力为零,因而可有效提高挤出速率,并防止制品表面"鲨鱼皮"现象的出现。

关键词：挤出胀大气辅共挤粘弹流动有限元方法三维数值模拟

聚合物熔体复合挤出胀大过程的数值模拟及可恢复弹性形变分析

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高分子材料科学与工程 2012年第6期28卷 176-179,185页

作者：张敏黄传真孙胜贾玉玺梁天将山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室(山东大学) 山东大学材料科学与工程学院山东济南250061

建立了两种聚合物熔体流经矩形流道共挤出的三维数值计算模型,采用有限元方法数值模拟了共挤出成型过程及胀大过程,得到了速度场、压力场、应力场,并利用数值计算方法得到了共挤出流动过程的可恢复弹性形变场,分析了挤出胀大率以及可恢... 详细信息

建立了两种聚合物熔体流经矩形流道共挤出的三维数值计算模型,采用有限元方法数值模拟了共挤出成型过程及胀大过程,得到了速度场、压力场、应力场,并利用数值计算方法得到了共挤出流动过程的可恢复弹性形变场,分析了挤出胀大率以及可恢复弹性形变的变化过程。结果表明,在共挤出流动的胀大段,共挤出界面的形状和位置发生了改变;经矩形流道共挤出得到的挤出胀大末端截面形状为不对称的鼓形;在共挤出界面附近可恢复弹性形变值存在极值,运用数值方法计算可恢复弹性形变可以对流动过程中可能存在的缺陷进行预测。

关键词：聚合物共挤出挤出胀大可恢复弹性形变有限元方法

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复合共挤成型中挤出胀大的三维粘弹数值模拟

高分子材料科学与工程 2010年第3期26卷 160-163页

作者：黄益宾柳和生黄兴元赖家美南昌大学聚合物成型研究室江西南昌330031

采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构方程,建立了矩形截面共挤口模内外两种聚合物熔体流动的三维粘弹数值模型,有限元模拟了聚丙烯/聚苯乙烯(PP/PS)共挤过程中的挤出胀大现象,并用实验验证了模拟结果。研究表明:当入口体积流量相同时,... 详细信息

采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构方程,建立了矩形截面共挤口模内外两种聚合物熔体流动的三维粘弹数值模型,有限元模拟了聚丙烯/聚苯乙烯(PP/PS)共挤过程中的挤出胀大现象,并用实验验证了模拟结果。研究表明:当入口体积流量相同时,两熔体挤出口模后会朝向黏度较高的PS熔体一侧偏转,型材截面呈非对称畸变。两熔体在垂直挤出方向上的速度分布导致了挤出胀大过程中熔体的偏转流动,而口模出口处的剪切速率分布基本决定了共挤型材截面的形状。实验结果与模拟结果基本相符,模拟所得挤出胀大率比实际值大8.6%。等温假设是影响共挤出胀大数值模拟准确度的主要因素。

关键词：共挤成型挤出胀大有限元三维粘弹模拟 PTT本构方程

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非等温气辅共挤出胀大的三维粘弹数值模拟

高分子材料科学与工程 2013年第3期29卷 169-172页

作者：邓小珍柳和生黄益宾黄兴元何建涛南昌大学聚合物加工研究室江西南昌330031 上饶师范学院物理与电子信息学院江西上饶334001

采用PTT本构方程和Arrhenius黏度对温度依赖方程,运用有限元方法,对低密聚乙烯(LDPE)/高密聚乙烯(HDPE)熔体的共挤过程进行了三维非等温粘弹数值模拟,对比分析了两熔体在传统和气辅共挤过程中的速度场、剪切速率分布和层间界面形貌。研... 详细信息

采用PTT本构方程和Arrhenius黏度对温度依赖方程,运用有限元方法,对低密聚乙烯(LDPE)/高密聚乙烯(HDPE)熔体的共挤过程进行了三维非等温粘弹数值模拟,对比分析了两熔体在传统和气辅共挤过程中的速度场、剪切速率分布和层间界面形貌。研究表明,气辅共挤成型在口模出口处不存在二次流动,且在挤出方向流速均匀,剪切速率分布均匀且数值比传统共挤小得多,说明气辅共挤能有效消除传统共挤过程中的挤出胀大和界面偏移现象。

关键词：气辅共挤非等温粘弹流动挤出胀大数值模拟

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挤出胀大流动的有限元方法研究

力学学报 1990年第3期22卷 285-292页

作者：范毓润范西俊路甬祥浙江大学

本文对Luo-Tanner提出的流线有限元作了重要的改进,提出了沿通过单元高斯点的流线积分本构方程的方法,迴避了速度梯度在单元边界上间断和出口处应力奇点的困难,同时减少了计算量,对比计算表明,采用压力不连续单元来加强不可压缩性限制... 详细信息

本文对Luo-Tanner提出的流线有限元作了重要的改进,提出了沿通过单元高斯点的流线积分本构方程的方法,迴避了速度梯度在单元边界上间断和出口处应力奇点的困难,同时减少了计算量,对比计算表明,采用压力不连续单元来加强不可压缩性限制能使计算质量和收敛性都得到显著的提高,对Maxwell流体的轴对称挤出胀大流动在Weissenberg数1.2下获得了合理的收敛解。

关键词：粘弹性流体有限元挤出胀大

挤出胀大流动的有限元方法研究(Ⅱ) Maxwell流体和流线有限元

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水动力学研究与进展（A辑） 1989年第4期4卷 51-59页

作者：范毓润范西俊路甬祥浙江大学

本文对Luo-Tanner提出的流线有限元做了重要的改进,使更适应于微分型本构方程的计算。将原方法沿单元边界积分本构方程改为沿通过单元高斯点的流线的积分。这样回避了速度梯度间断的困难,缓和了出口处应力奇性引起的矛盾,同时又减少了... 详细信息

本文对Luo-Tanner提出的流线有限元做了重要的改进,使更适应于微分型本构方程的计算。将原方法沿单元边界积分本构方程改为沿通过单元高斯点的流线的积分。这样回避了速度梯度间断的困难,缓和了出口处应力奇性引起的矛盾,同时又减少了计算量。对比计算表阴,用压力不连续单元来加强不可压缩性限制可以使解的质量和收敛性得到显著的提高。对Maxwell流体轴对称挤出胀大流动的计算获得Weissenberg数高达1.2的收敛解。

关键词：挤出胀大流动有限元法流体流线

T型口模气辅挤出段长度对挤出物截面形状和挤出胀大的影响

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高分子材料科学与工程 2014年第3期30卷 139-143页

作者：宋建辉黄兴元中山市广播电视大学文理系南昌大学聚合物加工研究室江西南昌330031

采用数值模拟的方法对T型截面口模气辅挤出成型过程中滑移段长度、挤出流量和松弛时间对挤出物的变形和挤出胀大的影响进行了研究。结果表明,气辅挤出段长度的增加可以减小挤出物的变形和挤出胀大,减小挤出流量和松弛时间对变形和挤出... 详细信息

采用数值模拟的方法对T型截面口模气辅挤出成型过程中滑移段长度、挤出流量和松弛时间对挤出物的变形和挤出胀大的影响进行了研究。结果表明,气辅挤出段长度的增加可以减小挤出物的变形和挤出胀大,减小挤出流量和松弛时间对变形和挤出胀大的影响,并且当气辅挤出段的长度增加到一定值后,挤出胀大比为1且不受松弛时间和挤出流量的影响,这个值随挤出流量的增加和松弛时间的延长而增加。

关键词：气辅挤出 T型异型材挤出胀大长度数值模拟

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聚合物双组分复合共挤成型的挤出胀大研究

应用基础与工程科学学报 2010年第4期18卷 657-665页

作者：黄益宾柳和生黄兴元南昌大学聚合物加工研究室江西南昌330031

以PP和PS两种聚合物为实验材料,使用截面为矩形、层比为1的双层共挤口模,实验研究了聚合物共挤成型过程中的挤出胀大现象.采用Phan-ThienandTanner(PTT)本构方程,建立了复合共挤口模内外熔体流动的三维黏弹数值模型,有限元模拟了共挤出... 详细信息

以PP和PS两种聚合物为实验材料,使用截面为矩形、层比为1的双层共挤口模,实验研究了聚合物共挤成型过程中的挤出胀大现象.采用Phan-ThienandTanner(PTT)本构方程,建立了复合共挤口模内外熔体流动的三维黏弹数值模型,有限元模拟了共挤出的胀大过程,计算分析了熔体在口模内外的速度场及剪切速率分布.研究表明,在入口体积流量相同的情况下,两熔体挤出口模后,存在由黏度较低的PP向黏度较高的PS一侧偏转的现象,型材截面呈不对称畸变.数值模拟结果与实验结果较吻合,两种聚合物熔体的速度分布决定了共挤出胀大过程中熔体的偏转流动行为,口模出口处的剪切速率分布基本决定了挤出胀大后型材的截面形状.

关键词：挤出胀大共挤成型 PTT 三维黏弹有限元模拟

挤出胀大逆向求解技术在多腔精密医用导管口模设计中的应用

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塑料 2009年第1期38卷 1-4,28页

作者：朱常委吴大鸣北京化工大学机电工程学院北京100029

口模截面形状的设计是多腔精密医用导管挤出成型中的一个难点,采用Polyflow软件逆向求解挤出胀大过程的功能,分析双孔异径和双腔异型两类典型多腔精密医用导管的逆向求解过程,给出了生产理想制品所需的口模截面形状。同时针对多腔精密... 详细信息

口模截面形状的设计是多腔精密医用导管挤出成型中的一个难点,采用Polyflow软件逆向求解挤出胀大过程的功能,分析双孔异径和双腔异型两类典型多腔精密医用导管的逆向求解过程,给出了生产理想制品所需的口模截面形状。同时针对多腔精密医用导管在成型过程中内腔存在微量气压这一特征,逆向求解了在微量气压作用下的口模截面形状,为实际设计过程中机头口模的确定和修改提供了依据。此外,也对其它4类典型的多腔精密医用导管进行了逆向分析,给出了无气压作用下的口模截面形状。对于多腔精密医用导管机头口模设计具有较高的参考价值。

关键词：医用导管挤出胀大逆向求解 Polyflow 口模