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水辅注塑成型注射方法对方管纤维取向和收缩性的影响

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高分子材料科学与工程 2020年第2期36卷 112-119页

作者：陈忠仕柳和生余忠章凯张伟南昌大学聚合物成型研究室江西南昌330031 东华理工大学化学生物与材料学院江西南昌330013 上饶师范学院江西省塑料制备成型重点实验室江西上饶334001

基于聚合物复合材料黏弹性本构方程(White-Metzner方程)和流体动力学三大控制方程,采用改进的iARD-RPR纤维取向模型,以直线构成的方形截面管材为研究对象,运用有限体积法开发的软件,模拟分析了溢流法和短射法对制品纤维取向和收缩率的影... 详细信息

基于聚合物复合材料黏弹性本构方程(White-Metzner方程)和流体动力学三大控制方程,采用改进的iARD-RPR纤维取向模型,以直线构成的方形截面管材为研究对象,运用有限体积法开发的软件,模拟分析了溢流法和短射法对制品纤维取向和收缩率的影响,且有相应实验验证。结果显示,2种注射方法的制件在竖切面(对边中心点连线处切面)上沿流动方向的纤维取向度从表层到水道层逐渐减小,且短射法制件竖切面后段纤维取向的有序区域比前段大;在对角切面(方形截面对角线切面)上,纤维取向度比对应的制件竖切面高;溢流法制件由于穿透截面形状趋于圆形,且壁厚相对较厚,4个直角处及整体收缩率较高,而短射法穿透截面形状趋于截面形状,制件冷却均匀,所以4个直角和整体的收缩率很低,随着注射量增加,收缩率增大。

关键词：水辅注塑注射方法方形截面纤维取向收缩率

玻纤含量对短玻纤增强聚丙烯复合材料水辅注塑制品壁厚与微观形态的影响

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高分子材料科学与工程 2020年第2期36卷 105-111,119页

作者：匡唐清冯强徐盼赖德炜柳和生华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013 东华理工大学机电工程学院江西南昌330013

以玻纤质量分数分别为10%、20%、30%、40%的短玻纤增强聚丙烯复合材料制备了系列水辅注塑管件,观测比较了实验条件下玻纤含量对沿流动方向的壁厚及玻纤的取向分布的影响。发现在实验条件下,沿流动方向管件的壁厚呈逐渐增大的趋势,随着... 详细信息

以玻纤质量分数分别为10%、20%、30%、40%的短玻纤增强聚丙烯复合材料制备了系列水辅注塑管件,观测比较了实验条件下玻纤含量对沿流动方向的壁厚及玻纤的取向分布的影响。发现在实验条件下,沿流动方向管件的壁厚呈逐渐增大的趋势,随着玻纤含量的增加,管件壁厚逐渐减小;玻纤的分布在管件壁厚层可分为近模壁层、中间层、近水道层三层;在近模壁层和近水道层玻纤的取向度较高,但在玻纤含量较高时存在玻纤断裂现象;中间层的玻纤取向度较低。最后从水辅助注塑的流场特点及玻纤的相互作用阐述了玻纤含量对管件壁厚及玻纤取向分布的影响机理。

关键词：短玻纤增强聚丙烯水辅注塑玻纤含量壁厚微观形态

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注水压力对圆管件水辅注塑填充过程的影响

高分子材料科学与工程 2016年第6期32卷 113-117页

作者：章凯匡唐清柳和生余忠黄益宾董添文上饶师范学院江西省塑料制备成型重点实验室江西上饶334001 华东交通大学机电工程学院江西南昌330013 东华理工大学机电工程学院江西南昌330013

以开源代码Open FOAM为基础,采用有限体积法和流体体积法构建了粘弹多相流的新求解器,数值模拟了圆管件的溢流法水辅注塑填充过程。基于熔体所固有的粘弹特性,解释了注水压力对熔体残余壁厚的影响,注水压力的变化导致熔体内变形速率的... 详细信息

以开源代码Open FOAM为基础,采用有限体积法和流体体积法构建了粘弹多相流的新求解器,数值模拟了圆管件的溢流法水辅注塑填充过程。基于熔体所固有的粘弹特性,解释了注水压力对熔体残余壁厚的影响,注水压力的变化导致熔体内变形速率的增加或减小,引起熔体抵抗变形能力的增强或减弱,直接影响到水相注入时受到阻力的大小,表现为熔体残余壁厚的多少。最后采用实验的方法进行验证,得出的结论与数值模拟所得的结论一致,并对数值大小的差异进行了解释。

关键词：水辅注塑溢流法粘弹模型注水压力

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基于粘弹本构的水辅注塑充填过程的仿真分析

高分子材料科学与工程 2014年第9期30卷 93-96页

作者：章凯匡唐清柳和生曾效舒邓洋 Hrvoje Jasak 南昌大学聚合物加工实验室江西南昌330031 华东交通大学机电工程学院江西南昌330013 南昌大学机电学院江西南昌330031 萨格勒布大学机械工程学院和海军建筑

水辅注塑成型工艺适合于生产中空或者部分中空的塑料制品,对其充填过程进行粘弹特性的研究可以加深相关工艺参数对其影响的理解。文中以开源计算代码OpenFOAM为基础,采用面向对象编程方法和流体体积法(VOF)构建了基于Giesekus粘弹本构... 详细信息

水辅注塑成型工艺适合于生产中空或者部分中空的塑料制品,对其充填过程进行粘弹特性的研究可以加深相关工艺参数对其影响的理解。文中以开源计算代码OpenFOAM为基础,采用面向对象编程方法和流体体积法(VOF)构建了基于Giesekus粘弹本构的聚合物熔体三维多相流等温流动过程的计算模块,以水辅注塑成型充填过程为例进行了数值求解,得出熔体残余壁厚和水相的穿透距离都随着注水速度的增加而增加的结论,与Polynkin等相关实验所得结论一致,并根据聚合物熔体所固有的粘弹特性进行了说明。

关键词：水辅注塑粘弹特性 Giesekus模型流体体积法

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水辅注塑技术进展

中国塑料 2002年第12期16卷 18-22页

作者：钟世云同济大学混凝土材料研究国家重点实验室上海200092

类似于气体辅助注塑 ,但用水代替气体来成型中空结构件的技术称为水辅注塑技术。该技术的最大优点在于通过水的冷却作用 ,可以使生产周期缩短 30 %～ 70 % (与气辅工艺比较 ) ,同时可以获得更小和更均匀的制品壁厚 ,材料的内部结构也更... 详细信息

类似于气体辅助注塑 ,但用水代替气体来成型中空结构件的技术称为水辅注塑技术。该技术的最大优点在于通过水的冷却作用 ,可以使生产周期缩短 30 %～ 70 % (与气辅工艺比较 ) ,同时可以获得更小和更均匀的制品壁厚 ,材料的内部结构也更加均匀。对这种技术的原理、设备。

关键词：中空结构水辅注塑原理

短玻纤聚丙烯水辅注塑中注水压力控制方式的数值模拟

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中国塑料 2019年第3期33卷 62-67页

作者：上官元硕柳和生黄益宾余忠章凯上饶师范学院江西省塑料制备成型重点实验室江西上饶334001 东华理工大学化学生物与材料学院南昌330013 南昌大学聚合物成型研究室南昌330031

基于广义非牛顿本构方程,采用有限体积法对不同注水压力控制方式下短玻纤聚丙烯水辅注射成型进行数值模拟。研究表明,注水压力控制方式的改变,会对水辅注塑制件的残余壁厚、偏心率产生一定的影响;使用折线式的控制方式,不同分组之间残... 详细信息

基于广义非牛顿本构方程,采用有限体积法对不同注水压力控制方式下短玻纤聚丙烯水辅注射成型进行数值模拟。研究表明,注水压力控制方式的改变,会对水辅注塑制件的残余壁厚、偏心率产生一定的影响;使用折线式的控制方式,不同分组之间残余壁厚大小相近,偏心率均较大,同一分组下残余壁厚的变化较小;使用阶跃式的控制方式,不同分组下残余壁厚大小都不相近,且偏心率较小,同一分组下残余壁厚的变化较大。

关键词：水辅注塑控制方式注水压力短玻纤聚丙烯

溢流法水辅注塑中注水参数对水穿透的影响分析

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中国塑料 2014年第7期28卷 96-99页

作者：匡唐清邓洋余春丛华东交通大学机电工程学院江西南昌330013

借助外挂有自主研发的注水系统及模具的注塑系统,采用单因素法实验分析了注水压力、注水温度和注水延迟时间等注水参数对水穿透及产品品质的影响规律及机理。研究发现,注水压力越大,试样残余壁厚越薄,内壁面也更加的光亮;低注水压力下,... 详细信息

借助外挂有自主研发的注水系统及模具的注塑系统,采用单因素法实验分析了注水压力、注水温度和注水延迟时间等注水参数对水穿透及产品品质的影响规律及机理。研究发现,注水压力越大,试样残余壁厚越薄,内壁面也更加的光亮;低注水压力下,水的穿透容易出现界面不稳定现象,注水压力越高,水的穿透居中性越好;注水温度对试样残余壁厚的影响不明显;注水延迟时间增加,试样残余壁厚增加,且能有效削弱低注水压力下水穿透的界面不稳定现象。

关键词：水辅注塑溢流法注水参数实验分析

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基于不同材料特性的水辅注塑模拟

塑料 2020年第1期49卷 109-113页

作者：上官元硕章凯柳和生黄益宾余忠上饶师范学院江西省塑料制备成型重点实验室江西上饶334001 东华理工大学化学生物与材料学院江西南昌330013 南昌大学聚合物成型研究室江西南昌330031

基于广义非牛顿流体本构方程,采用有限体积法,对不同类型材料(结晶型材料PE和非结晶型材料HIPS、ABS)的短射法水辅注塑成型进行了数值模拟研究。研究发现,结晶型材料PE因结晶导致的体积收缩性,使其水辅注塑制件的水穿透长度比其它两种... 详细信息

基于广义非牛顿流体本构方程,采用有限体积法,对不同类型材料(结晶型材料PE和非结晶型材料HIPS、ABS)的短射法水辅注塑成型进行了数值模拟研究。研究发现,结晶型材料PE因结晶导致的体积收缩性,使其水辅注塑制件的水穿透长度比其它两种非结晶材料更长。当冷却时间过长时,结晶型材料PE因结晶导致的内应力增加,使其水辅注塑制件的水穿透长度比其他两种非结晶材料更短。这3种材料在注水延迟时间或注射量增加的情况下,均不利于水穿透长度的增加。另外,结晶型材料PE比非结晶型材料HIPS和ABS更容易发生二次穿透现象,且当熔体经过一定时间冷却,黏度提高时,更容易发生该现象。

关键词：水辅注塑数值模拟结晶材料水穿透长度二次穿透

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工艺参数对溢流法水辅注塑残余壁厚的影响

塑料 2020年第3期49卷 47-51页

作者：周海迎柳和生江青松李为平南昌大学机电工程学院江西南昌330031 东华理工大学江西省聚合物微纳制造与器件重点实验室江西南昌330013

残余壁厚是影响短纤维增强复合材料水辅助注射成型塑件力学性能的重要指标,与工艺参数存在非线性关系。对溢流法水辅助注射成型进行了数值模拟,中心复合设计方法进行实验设计并获取了残余壁厚的样本数据,采用线性回归方法建立残余壁厚... 详细信息

残余壁厚是影响短纤维增强复合材料水辅助注射成型塑件力学性能的重要指标,与工艺参数存在非线性关系。对溢流法水辅助注射成型进行了数值模拟,中心复合设计方法进行实验设计并获取了残余壁厚的样本数据,采用线性回归方法建立残余壁厚与工艺参数间的响应面多元二次代理模型,通过方差分析研究了残余壁厚对熔体温度、模具温度、延迟时间、注水压力及注水温度的敏感性,并分析参数交互作用对残余壁厚的影响。研究结果表明,注水压力、延迟时间及注水温度是影响残余壁厚的主要参数;随着注水压力的增大,残余壁厚值逐渐减小,但是,随着延迟时间的延长和注水温度的升高,残余壁厚值逐渐增大。

关键词：残余壁厚工艺参数水辅注塑短纤维响应面法