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气辅共挤出界面位置对挤出胀大的影响

高分子材料科学与工程 2013年第9期29卷 114-118页

作者：邓小珍柳和生黄益宾黄兴元李孟山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

基于聚合物流变学理论,运用有限元方法,建立了半圆形共挤口模成型的理论模型,并对理论模型进行了数值模拟,研究了口模入口端熔体层间界面位置及熔体入口流率对共挤出胀大和熔体层间界面位置的影响。研究表明,气辅共挤过程中,当两熔体流... 详细信息

基于聚合物流变学理论,运用有限元方法,建立了半圆形共挤口模成型的理论模型,并对理论模型进行了数值模拟,研究了口模入口端熔体层间界面位置及熔体入口流率对共挤出胀大和熔体层间界面位置的影响。研究表明,气辅共挤过程中,当两熔体流率相等时,使得两熔体入口面积近似相等的r值(共挤口模入口处界面位置)能将熔体的离模膨胀率降为零值,同时保证熔体层间界面位置稳定;当两熔体流率不等时,熔体离模膨胀率随着自身流率的增大而增大,随着另一熔体流率的增大而减小,界面位置则向流率较低的一侧偏移。

关键词：气辅共挤离模膨胀非等温界面位置数值模拟

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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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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

聚合物气辅共挤成型中气体入口位置对层间界面的影响

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高分子材料科学与工程 2014年第4期30卷 115-118页

作者：黄益宾柳和生熊爱华余忠上饶师范学院上饶市高分子材料辅助成型重点实验室江西上饶334001 南昌大学聚合物加工研究室江西南昌330031

基于流变学基本方程和Phan Thien-Tanner(PTT)本构方程,针对不同气体入口位置,建立了矩形截面双层型材气辅共挤出的三维非等温粘弹有限元模型;使用粘弹应力分离法(EVSS)和非协调流线迎风法(SU)等有限元方法,对共挤界面进行了数值模拟,... 详细信息

基于流变学基本方程和Phan Thien-Tanner(PTT)本构方程,针对不同气体入口位置,建立了矩形截面双层型材气辅共挤出的三维非等温粘弹有限元模型;使用粘弹应力分离法(EVSS)和非协调流线迎风法(SU)等有限元方法,对共挤界面进行了数值模拟,分析了气体入口位置对界面粘性包覆及剪切应力的影响规律。结果表明,随着气体入口位置与口模入口面之间距离的增加,界面粘性包覆程度和气体入口处界面上的剪切应力峰值均增大,而共挤界面上最大剪切应力值均在口模入口面上,其大小与气体入口位置几乎无关。先汇料后进气的气辅口模结构不利于共挤制品界面质量控制。

关键词：聚合物气辅共挤气体入口界面数值模拟

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L型异型材气辅共挤胀大的三维等温数值模拟

高分子材料科学与工程 2014年第5期30卷 118-122页

作者：何建涛柳和生黄兴元邓小珍黄益宾南昌大学机电工程学院聚合物成型实验室江西南昌330031 上饶师范学院物理与电子信息学院江西上饶334001

应用有限元分析方法,采用Giesekus本构方程,对L型双层共挤模型进行了三维粘弹等温共挤出数值模拟,分析了2种不同进料方案下传统共挤和气辅共挤口模出口面的速度场、剪切速率场以及挤出胀大和变形情况。研究表明,异型材传统共挤的挤出胀... 详细信息

应用有限元分析方法,采用Giesekus本构方程,对L型双层共挤模型进行了三维粘弹等温共挤出数值模拟,分析了2种不同进料方案下传统共挤和气辅共挤口模出口面的速度场、剪切速率场以及挤出胀大和变形情况。研究表明,异型材传统共挤的挤出胀大和变形受进料方案的影响,而气辅共挤则不受其影响。异型材传统共挤在口模出口面速度的非均匀分布是导致挤出胀大和变形的主要原因;气辅共挤口模出口面速度分布均匀,无胀大和变形,说明气辅共挤能消除异型材传统共挤中的挤出胀大和变形。

关键词：气辅共挤挤出胀大异型材粘弹流动数值模拟

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气体压力对气辅共挤成型界面的影响

高分子材料科学与工程 2014年第3期30卷 119-123页

作者：柳和生邓小珍黄益宾黄兴元赖家美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

将气体简化为广义牛顿流体,并作为单独一层,针对矩形气辅共挤口模,建立了三维粘弹有限元模型,对理论模型进行了数值计算,研究了气体压力对气辅共挤成型界面形貌的影响及形成稳定气垫层所需最小气体压力与气垫层厚度和熔体流率的关系。... 详细信息

将气体简化为广义牛顿流体,并作为单独一层,针对矩形气辅共挤口模,建立了三维粘弹有限元模型,对理论模型进行了数值计算,研究了气体压力对气辅共挤成型界面形貌的影响及形成稳定气垫层所需最小气体压力与气垫层厚度和熔体流率的关系。研究表明,当稳定气垫层形成后,随着气压力或气垫层厚度的增大,共挤制品挤出胀大率减小,粘性包围程度增大;形成稳定气垫层所需的最小气体压力随气垫层厚度的增大而减小,随着熔体流率的增大而增大。

关键词：气辅共挤气垫层牛顿流体界面形貌数值模拟

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聚合物气辅共挤成型界面的有限元模拟和分析

高分子材料科学与工程 2012年第12期28卷 187-190页

作者：黄益宾柳和生黄兴元熊爱华上饶师范学院上饶市高分子材料辅助成型重点实验室江西上饶334001 南昌大学聚合物加工研究室江西南昌330031

基于流变学基本方程和Phan Thien-Tanner(PTT)本构方程,建立了矩形截面双层型材口模气辅共挤出和传统共挤出的三维非等温粘弹有限元模型,使用粘弹应力分离法(EVSS)、非协调流线迎风法(SU)等有限元方法数值模拟了两种聚合物熔体在口模内... 详细信息

基于流变学基本方程和Phan Thien-Tanner(PTT)本构方程,建立了矩形截面双层型材口模气辅共挤出和传统共挤出的三维非等温粘弹有限元模型,使用粘弹应力分离法(EVSS)、非协调流线迎风法(SU)等有限元方法数值模拟了两种聚合物熔体在口模内的流动过程,得到了气辅共挤和传统共挤层间界面的三维形貌图和剪切应力分布,对比分析了两种共挤界面的粘性包覆和剪切应力分布情况,研究结果表明,气辅共挤可使粘性包围程度减小60%以上,界面剪切应力峰值减小30%以上,气辅共挤将能有效改善共挤制品层厚分布均匀性及界面稳定性。

关键词：气辅共挤有限元非等温粘性包覆界面稳定性

Y型异型材气辅共挤出胀大的三维等温数值模拟

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合成树脂及塑料 2017年第2期34卷 68-72页

作者：陈璐璐柳和生黄兴元黄楚晔段翔宇南昌大学机电工程学院聚合物成型实验室江西省南昌市330031 江西省塑料制备成型重点实验室江西省上饶市334001

采用Phan-Thien-Tanner本构方程,建立Y型包覆挤出模型,通过有限元数值模拟聚苯乙烯、聚丙烯的三维等温高黏弹流动过程,对比不同进料组合条件下流体在传统和气辅流动中的速率场、剪切速率分布。结果表明:传统共挤出受不同进料方式的影响... 详细信息

采用Phan-Thien-Tanner本构方程,建立Y型包覆挤出模型,通过有限元数值模拟聚苯乙烯、聚丙烯的三维等温高黏弹流动过程,对比不同进料组合条件下流体在传统和气辅流动中的速率场、剪切速率分布。结果表明:传统共挤出受不同进料方式的影响,挤出物胀大主要由其各向速率场量分布不匀造成,而气辅共挤出的挤出物胀大不受其影响,且胀大均基本得到消除;气辅共挤出时,其x轴、y轴方向的速率均几乎为零,没有二次流动,且z轴向的速率稳定,说明气辅共挤出能消除挤出物膨胀现象。

关键词：聚苯乙烯聚丙烯气辅共挤数学模型异型材剪切速率数值模拟

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L型异型材气辅共挤气辅段长度的预测

工程塑料应用 2013年第11期41卷 46-50页

作者：何建涛柳和生黄益宾黄兴元邓小珍南昌大学机电工程学院聚合物成型实验室南昌330031 上饶师范学院上饶市高分子材料辅助成型重点实验室江西上饶334001

以L型双层共挤异型材为研究对象,采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构方程,应用Arrhenius方程来描述温度对黏度的影响,通过有限元方法分析了聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)熔体在气辅共挤口模内的三维黏弹非等温流动过程,对比分析了不同流率... 详细信息

以L型双层共挤异型材为研究对象,采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构方程,应用Arrhenius方程来描述温度对黏度的影响,通过有限元方法分析了聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)熔体在气辅共挤口模内的三维黏弹非等温流动过程,对比分析了不同流率下气辅共挤口模所需的最短气辅段长度,同时分析了口模出口面的剪切速率及第一法向应力差的分布情况。结果表明,气辅共挤并不能完全消除挤出胀大,但能极大限度地降低挤出胀大;通过分析流道内的压力、剪切速率及第一法向应力差分布可以确定一个合适的气辅段长度;随着熔体流率的增加,气辅共挤口模所需的最短气辅段长度也相应地增加,但增速并不明显。

关键词：异型材气辅共挤非等温黏弹流动数值模拟