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聚合物多层气辅共挤精密成型机制的数值分析

复合材料学报 2009年第3期26卷 90-98页

作者：周文彦周国发南昌大学环境科学与工程学院南昌330031

基于传统共挤成型技术,提出一种先进的气辅多层共挤精密成型技术。研究表明,气辅共挤成型技术不仅可实现挤出制品尺寸的精确自动控制,而且还起到明显的节能降耗的效果。通过建立的稳态有限元数值算法,对传统共挤成型和气辅共挤成型的成... 详细信息

基于传统共挤成型技术,提出一种先进的气辅多层共挤精密成型技术。研究表明,气辅共挤成型技术不仅可实现挤出制品尺寸的精确自动控制,而且还起到明显的节能降耗的效果。通过建立的稳态有限元数值算法,对传统共挤成型和气辅共挤成型的成型过程和离模膨胀过程进行了系统的对比分析研究,并探讨了气辅共挤成型消除整体离模膨胀的机制。结果表明,多层共挤成型芯壳层熔体的离模膨胀是由黏弹性熔体的二次流动引起,主要取决于芯壳层熔体二次流动的方向与强度。熔体二次流动的方向与第二法向应力差的正负号有关,而熔体二次流动的强度则与第二法向应力差大小成正比。气辅共挤成型的气辅口模段可通过气垫膜层的壁面完全滑移作用,有效减小或消除芯壳层熔体的第一和第二法向应力差,使其二次流动消失,从而达到消除口模整体离模膨胀的目的。因此,气辅多层共挤精密成型技术能精确地控制共挤成型的复合产品最终外形和尺寸与挤出口模的形状和尺寸完全相同。此外,研究结果还表明气辅共挤成型的挤出压力相对传统共挤成型可降低约30%以上。

关键词：黏弹性气辅共挤成型数值模拟离模膨胀机制

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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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聚合物中空型材气辅挤出三维黏弹数值模拟

中南大学学报（自然科学版） 2016年第4期47卷 1128-1135页

作者：任重黄兴元柳和生南昌大学机电工程学院江西南昌330031 江西科技师范大学光电子与通信重点实验室江西南昌330038

根据中空型材的结构特点,利用三维等温微分黏弹有限元方法,对中空"回"型截面型材的4种聚合物熔体挤出方式(无气辅、内/外壁单气辅和内外壁双气辅挤出)在口模内外的流动场进行数值模拟,得到4种挤出方式的离模膨胀率、压力场、速度场、剪... 详细信息

根据中空型材的结构特点,利用三维等温微分黏弹有限元方法,对中空"回"型截面型材的4种聚合物熔体挤出方式(无气辅、内/外壁单气辅和内外壁双气辅挤出)在口模内外的流动场进行数值模拟,得到4种挤出方式的离模膨胀率、压力场、速度场、剪切速率和法向应力场分布情况。研究结果表明:对于内/外壁单气辅挤出,由于内/外壁面的压力、速度、剪切速率和应力场分布不对称,使得挤出熔体容易出现突出的膨胀/收缩现象;虽然无气辅挤出的各种物理场数值相对较大,但由于内外壁面产生的物理场均存在相互反作用,离模膨胀效应却不是特别严重;而内外壁双气辅挤出,由于熔体内外壁均满足完全滑移条件,使得压力、法向速度、剪切速率和应力场均为0,离模膨胀效应得到有效消除。

关键词：聚合物气辅挤出离模膨胀有限元三维黏弹数值模拟

异型材挤出成型过程三维等温黏弹性的数值模拟

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中国塑料 2006年第10期20卷 58-63页

作者：郭吉林周国发周勇飞闫丽南昌大学环境科学与工程学院

针对异型材挤出成型流动过程的特点,基于PTT黏弹性本构模型,经合理假设,建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型,并通过DEVSS／SUPG、最小元法Mini-Element和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有... 详细信息

针对异型材挤出成型流动过程的特点,基于PTT黏弹性本构模型,经合理假设,建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型,并通过DEVSS／SUPG、最小元法Mini-Element和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有限元数值算法,并以此通过有限元数值模拟,系统研究了松弛时间和进口流量对异型材挤出成型过程的影响,得出了离模膨胀随松弛时间、进口流量增大而增大的规律。并通过理论分析,揭示了第一法向应力差决定离模膨胀的机理。数值模拟结果与传统的挤出实验研究结论相吻合。

关键词：挤出成型数值模拟离模膨胀第一法向应力差

转矩流变仪在管材专用PE-RTⅠ型料加工性能研究中的应用

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合成树脂及塑料 2020年第3期37卷 44-48页

作者：马小伟闫维鹏王博吴春霜中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司新疆橡塑材料实验室新疆维吾尔自治区克拉玛依市833699

采用转矩流变仪评价管材专用耐热聚乙烯(PE-RT)Ⅰ型料的加工热稳定性,表征了树脂的剪切黏度随加工温度、螺杆转速的变化趋势,评价了树脂的加工性能。结果表明:4种管材专用PE-RT加工性能优异;DGDZ3606在强剪切时黏度最低,DNGCL-2黏度最高... 详细信息

采用转矩流变仪评价管材专用耐热聚乙烯(PE-RT)Ⅰ型料的加工热稳定性,表征了树脂的剪切黏度随加工温度、螺杆转速的变化趋势,评价了树脂的加工性能。结果表明:4种管材专用PE-RT加工性能优异;DGDZ3606在强剪切时黏度最低,DNGCL-2黏度最高,DNGCL-3和DNGCL-1基本相当,处于中间水平;DGDZ3606离模膨胀最明显,但高速挤出过程的稳定性更优。

关键词：耐热聚乙烯热稳定性离模膨胀剪切黏度

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聚合物挤出口模设计的数值研究进展

中国塑料 2010年第3期24卷 19-24页

作者：陈晋南彭涛北京理工大学化工与环境学院北京100081

综述了国内外数值研究聚合物挤出口模设计的进展。在壁面无滑移条件下,早期数值模拟了聚乙烯、硬质聚氯乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯和橡胶等聚合物挤出口模挤出过程,优化设计了棒材、管材、板材和异型材的挤出... 详细信息

综述了国内外数值研究聚合物挤出口模设计的进展。在壁面无滑移条件下,早期数值模拟了聚乙烯、硬质聚氯乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯和橡胶等聚合物挤出口模挤出过程,优化设计了棒材、管材、板材和异型材的挤出口模。近年来,数值研究壁面滑移条件和工艺条件对口模流道内熔体流场的影响,深入研究制品的离模膨胀行为。研究表明,改善壁面条件有助于减小聚合物制品的离模膨胀比,有利于提高制品品质。

关键词：数值模拟挤出口模壁面滑移离模膨胀

马鞍型异型材挤出成型过程三维等温粘弹性的数值模拟

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工程塑料应用 2008年第8期36卷 37-40页

作者：周国发纪占国南昌大学环境科学与工程学院南昌330031

基于PTT粘弹性本构模型,通过马鞍型异型材挤出成型过程的全三维稳态等温有限元数值模拟,系统研究了聚合物粘弹性流变性能参数和成型工艺参数对异型材口模挤出成型过程的影响规律,并揭示了其影响机理。研究结果表明,聚合物异型材口模挤... 详细信息

基于PTT粘弹性本构模型,通过马鞍型异型材挤出成型过程的全三维稳态等温有限元数值模拟,系统研究了聚合物粘弹性流变性能参数和成型工艺参数对异型材口模挤出成型过程的影响规律,并揭示了其影响机理。研究结果表明,聚合物异型材口模挤出离模膨胀是由口模出口处的二次流动引起,离模膨胀比随着口模出口处的二次流动强度增加而增大。聚合物异型材口模挤出离模膨胀随着进口流量和聚合物熔体松弛时间的增加而增加,而随着聚合物熔体材料常数和粘度比的增大而减小。

关键词：聚合物异型材挤出成型数值摸拟离模膨胀机理

聚合物异型材气辅口模挤出成型气辅滑移对异型材挤出胀大的影响

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中国塑料 2007年第7期21卷 60-64页

作者：闫丽周国发周勇飞郭吉林南昌大学环境科学与工程学院江西南昌330031

基于流变学和流体动力学理论,经合理假设,建立了描述异型材气辅口模挤出成型过程的三维等温黏弹性理论模型,并通过 DEVSS/SUPG、最小元法 Mini-Element 和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有限元数值算法... 详细信息

基于流变学和流体动力学理论,经合理假设,建立了描述异型材气辅口模挤出成型过程的三维等温黏弹性理论模型,并通过 DEVSS/SUPG、最小元法 Mini-Element 和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有限元数值算法,并以此通过有限元数值模拟,系统研究了聚合物异型材气辅口模挤出成型过程的机理。研究结果表明:在异型材的挤出成型过程中,随着滑移系数的增大,离模膨胀也增大。聚合物异型材气辅挤出成型能基本消除挤出成型中的离模膨胀和翘曲变形。同时,解决了由于离模膨胀和翘曲变形引起的挤出口模难于设计的技术难题。

关键词：气辅挤出成型数值摸拟离模膨胀异型材

气辅口模完全滑移挤出成型过程的三维等温黏弹性数值模拟研究

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中国塑料 2005年第1期19卷 48-52页

作者：胡晨章周国发谭志洪钟序光蔡奎南昌大学环境科学与工程学院江西南昌330029

基于先进气辅口模完全滑移挤出成型过程的特点 ,建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型 ,并通过DEVSS/SUPG等稳态有限元技术 ,建立了与该模型相适应的高效稳态有限元数值算法。通过数值模拟 ,研究了气辅口模完全滑移挤出成型机... 详细信息

基于先进气辅口模完全滑移挤出成型过程的特点 ,建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型 ,并通过DEVSS/SUPG等稳态有限元技术 ,建立了与该模型相适应的高效稳态有限元数值算法。通过数值模拟 ,研究了气辅口模完全滑移挤出成型机理 ,并给出了不同材料流变性能与其离模膨胀形貌的规律性关系 ,还揭示了其影响机理。数值模拟结果与R .H .Liang的实验结论相吻合。

关键词：气辅口模完全滑移离模膨胀黏弹性有限元