黄益宾
,
柳和生
,
黄兴元
,
熊爱华
高分子材料科学与工程
采用自行研制的气辅共挤成型实验系统和矩形截面气辅双层共挤口模,实验研究了气辅共挤过程中气体压力、气体温度以及气阀的开启顺序对气垫层稳定性的影响,得到了建立稳定气辅共挤气垫层的基本工艺准则.结果表明,气体压力和温度是影响气垫层稳定性的关键因素,要形成稳定气垫层,气体的压力和温度应尽量与聚合物熔体接近,气体和熔体的压力差不应超过0.1MPa,温度差不应超过10℃,先开启气阀时,要严格控制气体压力.
关键词:
聚合物
,
气辅
,
共挤
,
气垫层
,
稳定性
董添文
,
黄兴元
,
江顺亮
,
柳和生
高分子材料科学与工程
基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法,采用FORTRAN语言,自行开发了一套模拟非牛顿流的程序.采取镜像粒子法处理固壁边界.使用移动最小二乘(MLS)修正密度,消除压力振荡.选取幂率模型计算非牛顿流体黏度.通过模拟平板Poiseuille流验证了该程序计算非牛顿流的正确性.最后,将SPH方法应用于单螺杆挤出螺槽横截面流场的计算,对比考察了剪切变稀、牛顿、剪切变稠等不同情况下的速度场、剪切速率场,计算结果与理论基本符合.螺槽中轴线上的速度分布与理论解一致.为SPH方法在更加复杂的三维螺杆挤出模拟打下了基础.
关键词:
光滑粒子流体动力学
,
非牛顿流
,
单螺杆挤出
柳和生
,
吴晓
,
李绅元
,
罗忠民
高分子材料科学与工程
利用ANSYS软件对受口模入口处周期性振动的压力驱动的非牛顿幂律聚合物熔体在"L"形异型材挤出口模内的充填流动进行了三维等温数值模拟,求得了压力和速度随时间和沿路径的变化曲线,并因此总结出了振动参数对充填流动的影响规律.结果表明,速度和压力的振动均沿挤出方向逐渐衰减,入口压力的低频高幅振动有利于充填过程的稳定.
关键词:
挤出
,
充填过程
,
数值模拟
,
异型材
,
ANSYS
,
振动
邓小珍
,
柳和生
,
黄益宾
,
黄兴元
,
章凯
高分子材料科学与工程
在等温理论模型得到实验验证的基础上,运用有限元方法对i形多层共挤口模进行了三维非等温粘弹数值模拟研究,对比分析了传统共挤和气辅共挤成型时口模内的流场和口模外离模膨胀及界面形状的异同.研究结果表明,熔体流率的变化对传统共挤和气辅共挤成型过程中壳层和芯层的离模膨胀现象均有较大影响,但对异型材整体离模膨胀现象影响不明显;气辅共挤不仅能有效减小甚至消除传统共挤过程中的离模膨胀现象,而且具有显著的节能效果;共挤口模出口处剪切速率和二次流动最大值处即为制品变形最严重处.
关键词:
挤出胀大
,
数值模拟
,
粘弹性
,
气辅共挤
熊爱华
,
柳和生
,
黄兴元
,
江青松
,
周献华
高分子材料科学与工程
基于Hele-Shaw理论及广义非牛顿流体本构方程,建立了纤维增强聚合物三维薄壁注塑成型充填阶段数学模型,根据Folgar-Tucker取向模型,建立了纤维取向张量模型。采用Moldflow对拉伸试样的注塑流动过程进行模拟,研究纤维含量f和纤维间相互作用系数Ci对纤维取向的影响。结果表明,随着Ci增大,平均纤维的取向性呈减小的趋势;试样不同部位的纤维取向不同;f对纤维取向性影响较小,且存在一个最佳含量百分比数值。
关键词:
短玻璃纤维增强聚合物
,
流动过程
,
纤维取向
,
Moldflow
章凯
,
柳和生
,
匡唐清
,
曾效舒
高分子材料科学与工程
基于流体力学三大控制方程和幂律粘性本构,针对水辅共注充填过程的特点,经合理假设与简化,建立了二维、瞬态、纯黏性、非等温的理论模型以及水辅共注填充过程中熔体相和水相的数学模型.采用有限体积法对整个水辅共注成型的填充过程进行模拟,研究注水延迟时间对熔体层和水层的分布影响.结果表明,随着注水延迟时间的延长,所需的注水压力增大,芯层熔体平均厚度增加,均匀度更好；同时水的穿透深度变大,宽度变小.
关键词:
水辅共注
,
数值模拟
,
延迟时间
王科
,
赖家美
,
鄢冬冬
,
黄志超
,
柳和生
高分子材料科学与工程
采用“长条”模型代替泡沫中沿缝线方向树脂流动模型并对其等效渗透率及孔隙率进行计算;然后用PAM-RTM软件对缝合泡沫夹芯结构真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺树脂充填过程进行数值模拟,最后建立了流动可视化实验装置对模拟结果进行实验验证.对比模拟与实验结果表明,模拟与实验完成整个充填过程的时间非常接近,并且树脂在预成型体中流动方式及在预成型体上、下面板流动状态的数值模拟与实验结果也非常地一致.故建立的“长条”模型及其相关参数的计算是合理的,可以用来准确地预测缝合泡沫夹芯结构VARTM工艺树脂充填过程.另外,树脂在上面板流动前沿在沿宽度方向较为统一,而树脂在下面板流动前沿呈现锯齿状,容易产生空隙及干斑等缺陷,影响制品的质量.
关键词:
缝合泡沫夹芯结构
,
真空辅助树脂传递模塑成型
,
复合材料
,
“长条”模型
,
PAM-RTM
章凯
,
匡唐清
,
柳和生
,
曾效舒
,
邓洋
,
HrvojeJasak
高分子材料科学与工程
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漉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
江青松
,
柳和生
,
熊爱华
,
何建涛
,
李孟山
高分子材料科学与工程
基于Hele-Shaw流动模型及广义牛顿流体本构方程,采用ARD-RSC取向模型,建立了长纤维增强聚合物注塑成型流动数学模型.以方形薄板为研究对象,运用Moldflow对注塑流动过程进行模拟,研究注射时间、熔体温度、模具温度和保压压力对纤维取向及分布的影响.结果表明,注射时间对纤维取向的影响最为显著,随着注射时间延长,纤维取向值增加;随着熔体温度或模具温度的升高,纤维取向值减小;保压压力对纤维取向的影响与速度/压力转换点有关.
关键词:
长纤维增强聚合物
,
注塑流动
,
纤维取向分布
,
数值模拟
熊爱华
,
柳和生
,
黄兴元
,
黄益宾
,
江青松
,
赖家美
高分子材料科学与工程
采用Moldflow对聚丙烯及其短玻璃纤维增强复合材料的注塑成型过程进行3D模拟分析,基于Taguchi试验设计方法（DOE）,采用L16（45）正交矩阵进行试验设计,研究工艺参数对注射压力和翘曲变形的影响。结果表明,纤维含量对注射压力和翘曲变形影响作用较为显著,且存在最佳值;模具温度、熔体温度、保压时间和保压压力对注射压力的影响为单调的线性关系,但其对翘曲变形的影响较复杂。
关键词:
短玻纤增强聚丙烯复合材料
,
注塑成型
,
数值模拟
,
Taguchi试验设计
