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L型异型材气辅共挤胀大及变形的数值模拟和实验验证

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高分子材料科学与工程 2014年第10期30卷 113-116页

作者：柳和生何建涛黄兴元邓小珍万齐访南昌大学机电工程学院聚合物成型实验室江西南昌330031

以L型双层共挤异型材为研究对象,采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构方程对该模型进行了三维等温数值模拟,并使用聚丙烯(PP)对该模型进行了实验研究,对比分析了数值模拟结果与实验结果。研究表明,气体以及重力的影响将使气辅共挤异型... 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)本构方程对该模型进行了三维等温数值模拟,并使用聚丙烯(PP)对该模型进行了实验研究,对比分析了数值模拟结果与实验结果。研究表明,气体以及重力的影响将使气辅共挤异型材制品截面积偏小;数值模拟和实验结果均表明气辅技术能有效减小异型材共挤过程中的挤出胀大和变形,提高共挤异型材制品的质量以及简化异型材共挤口模的设计。

关键词：异型材气辅共挤出挤出胀大数值模拟

超声振荡对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂复合材料导电性能的影响

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材料导报 2017年第3期31卷 112-115,135页

作者：柳和生段翔宇赖家美黄兴元陈乐乐南昌大学机电工程学院聚合物成型研究室南昌330031

借助超声振荡工艺促进了多壁碳纳米管(MWNTs)在VARTM用环氧树脂(EP)中的分散,通过真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺制备了MWNTs/EP复合材料试样并研究试样的导电性能。结果表明,随着超声振荡时间、功率和频率的增大,不同MWNTs添加... 详细信息

借助超声振荡工艺促进了多壁碳纳米管(MWNTs)在VARTM用环氧树脂(EP)中的分散,通过真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺制备了MWNTs/EP复合材料试样并研究试样的导电性能。结果表明,随着超声振荡时间、功率和频率的增大,不同MWNTs添加量的试样导电性能均呈现出先升高后降低的趋势。在超声振荡时间90min、功率80 W和频率45kHz附近分别达到了阈值,MWNTs的添加量仅1%就可以达到降低纯EP表面电阻率(1012Ω·cm)近4个数量级的要求。实验还运用扫描电镜(SEM)证实了MWNTs在EP中的分散情况。

关键词：多壁碳纳米管超声工艺环氧树脂导电性能

VARTM工艺中高渗透导流介质对树脂充填行为的影响

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高分子材料科学与工程 2014年第7期30卷 120-125,131页

作者：赖家美王德盼陈显明柳和生南昌大学机电工程学院聚合物成型研究室江西南昌330031

采用可视化流动实验装置,系统研究了高渗透导流介质对真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺中树脂充填流动行为的影响。实验结果表明,高渗透导流介质只覆盖部分纤维增强体时,铺放在靠注胶端导流效果明显,铺放在靠抽气端导流效果很弱;高渗透... 详细信息

采用可视化流动实验装置,系统研究了高渗透导流介质对真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺中树脂充填流动行为的影响。实验结果表明,高渗透导流介质只覆盖部分纤维增强体时,铺放在靠注胶端导流效果明显,铺放在靠抽气端导流效果很弱;高渗透导流介质铺放在纤维增强体顶、中和底面任何位置,都会起到良好的导流效果,尤其是铺放在纤维增强体底面时导流效果最好;随着高渗透导流介质层数增加,对树脂充填的导流作用就越好;随着纤维增强体层数的增多,完成充填所需时间就越长,这表明高渗透导流介质导流效果受到增强体厚度的影响。

关键词：高渗透导流介质真空辅助树脂传递模塑工艺纤维增强体流动行为

缝合泡沫夹层复合材料低速冲击数值模拟及实验

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高分子材料科学与工程 2016年第9期32卷 96-102页

作者：邹如荣柳和生赖家美余松标陈乐乐南昌大学机电工程学院聚合物成型研究室江西南昌330031

在ABAQUS分析平台中建立了缝合泡沫夹层复合材料在低速冲击下的动力学有限元模型,采用杆单元模拟缝线树脂柱的作用,基于Hashin破坏准则模拟层板面内损伤,通过各向同性硬化本构模型利用等效塑性变形模拟泡沫夹芯损伤演化。针对相同铺层... 详细信息

在ABAQUS分析平台中建立了缝合泡沫夹层复合材料在低速冲击下的动力学有限元模型,采用杆单元模拟缝线树脂柱的作用,基于Hashin破坏准则模拟层板面内损伤,通过各向同性硬化本构模型利用等效塑性变形模拟泡沫夹芯损伤演化。针对相同铺层的缝合和未缝合泡沫夹层结构,模拟了相同冲击能量下的低速冲击响应过程及面板、泡沫的损伤情况,数值结果与实验结果吻合较好,证明了该方法的有效性和准确性。研究结果表明,在低速冲击下,泡沫夹层结构引入缝线后虽然降低了泡沫缓冲吸能的作用,使得面板表面受到较大的冲击破坏,但增强了整体刚度,增大了面板抵抗弯曲变形的能力,减小了内部面板的损伤,使其在改善复合材料面板易分层缺陷的同时还依然拥有优良的面内性能。

关键词：关键词:缝合泡沫夹层复合材料低速冲击缝线树脂柱数值模拟面内性能

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T型口模气辅段长度对挤出胀大的影响

工程塑料应用 2014年第6期42卷 50-53页

作者：黄兴元熊鹏柳和生李孟山南昌大学机电工程学院聚合物成型实验室南昌330031

用流体有限元分析软件Polyflow对T型口模挤出模型进行模拟，研究了口模内熔体的速度场和压力场，并结合熔体的速度场、压力场，着重分析了气辅段长度对挤出胀大的影响。研究发现，在气辅挤出的气辅段中，熔体的流动速度基本趋于一致；... 详细信息

用流体有限元分析软件Polyflow对T型口模挤出模型进行模拟，研究了口模内熔体的速度场和压力场，并结合熔体的速度场、压力场，着重分析了气辅段长度对挤出胀大的影响。研究发现，在气辅挤出的气辅段中，熔体的流动速度基本趋于一致；气辅挤出口模内熔体的最大压力远小于普通挤出，熔体内应力更小；当气辅段长度为10—30mm时，挤出胀大比随气辅段长度的增加大幅度减小，当气辅段长度超过30mm时，挤出胀大比随气辅段长度增加变化微小且逐渐趋于l。设计口模时，应根据需要设定合理的气辅段长度。

关键词：挤出胀大气辅段长度 T型口模数值模拟

气辅挤出成型中气垫膜层稳定性影响因素研究进展

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工程塑料应用 2013年第8期41卷 103-106页

作者：任银娥柳和生黄兴元南昌大学机电工程学院聚合物成型实验室南昌330031

综述了聚合物气辅挤出成型过程中影响气垫膜层稳定性的一些因素:工艺参数(气体压力、气体温度、气体流量)、口模结构参数(口模有气辅段长度、环形缝隙)及气阀和挤出螺杆的开启顺序。要使气辅挤出过程中形成稳定的气垫膜层,气体的压力和... 详细信息

综述了聚合物气辅挤出成型过程中影响气垫膜层稳定性的一些因素:工艺参数(气体压力、气体温度、气体流量)、口模结构参数(口模有气辅段长度、环形缝隙)及气阀和挤出螺杆的开启顺序。要使气辅挤出过程中形成稳定的气垫膜层,气体的压力和温度与熔体的压力和温度应接近一致,并应先开启气阀,再打开螺杆进行挤出等。对未来的发展趋势进行了展望。

关键词：气辅挤出成型气垫膜层稳定性气体压力聚合物

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聚合物共挤出技术及其应用

工程塑料应用 2009年第4期37卷 83-87页

作者：戚宁柳和生黄兴元南昌大学机电工程学院聚合物成型实验室南昌330031

综述了聚合物共挤出技术近年来的发展及应用,包括多色共挤出技术及问题、微米层/纳米层共挤出技术及优势、共挤绝缘橡胶管感应器,以及多层共挤中空容器共挤出技术及应用。介绍了气体辅助共挤出成型技术及其优势。

关键词：共挤出多层复合加工聚合物气体辅助

聚合物熔体在L型异型材挤出口模内三维粘弹流动数值模拟

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塑性工程学报 2007年第2期14卷 114-117页

作者：柳和生涂志刚熊洪槐南昌大学机电工程学院聚合物加工研究室南昌330029

利用罚函数有限元法,采用PTT粘弹模型,对聚合物熔体在L型异型材挤出口模内的三维等温流动进行了数值模拟,得出了不同挤出量下的速度和应力分布。结果表明,流速在成型区内并在其入口附近达到其在口模内的最大值;剪切应力在成型区内并在... 详细信息

利用罚函数有限元法,采用PTT粘弹模型,对聚合物熔体在L型异型材挤出口模内的三维等温流动进行了数值模拟,得出了不同挤出量下的速度和应力分布。结果表明,流速在成型区内并在其入口附近达到其在口模内的最大值;剪切应力在成型区内并在其入口附近明显持续上升,达到其在口模内的最大值后迅速回落;第一法向应力差在过渡区内并在其出口附近达到其在口模内的最大值,此后在过渡区和成型区的结合面两端近距离内急剧下降,因此成型区和过渡区接合处是熔体流动不稳定的发源地;口模内最大剪切应力和最大第一法向应力差均随挤出量的增加而近似呈线性上升,而不会急剧增加。

关键词：挤出异型材聚合物流动粘弹流动挤出口模数值模拟

不同粒子改性环氧树脂基碳纤维复合材料低速冲击及冲击后压缩性能

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材料导报 2021年第2期35卷 2178-2184页

作者：王森赖家美阮金琦胡根泉黄志超南昌大学机电工程学院聚合物成型研究室南昌330031 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013

使用单层纳米氧化石墨烯(GO)、纳米SiO 2、陶瓷粉对环氧树脂进行改性处理,采用真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺分别制备了[±45/0/90]S、[908]T、[08]T三种铺层角度下的碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板。通过落锤冲击实验、超声C... 详细信息

使用单层纳米氧化石墨烯(GO)、纳米SiO 2、陶瓷粉对环氧树脂进行改性处理,采用真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺分别制备了[±45/0/90]S、[908]T、[08]T三种铺层角度下的碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板。通过落锤冲击实验、超声C扫描检测、冲击后压缩实验等对不同粒子改性CFRP进行实验研究。结果表明:纳米粒子改性可以显著提升CFRP的抗冲击性能及冲击后压缩性能,与其他铺层角度相比,[±45/0/90]S铺层CFRP有效抑制了冲击裂纹的扩展,且单层纳米GO改性下的[±45/0/90]S铺层层合板最大冲击载荷及冲击后压缩强度分别达到3470 N、124.8 MPa,冲击损伤面积仅有580 mm 2。与无粒子改性同种铺层层合板相比,最大冲击载荷及冲击后压缩强度相应提高了30%、47.3%,冲击损伤面积减小了15.5%。

关键词：纤维增强粒子改性冲击性能冲击后压缩性能