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
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
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
肖建华
,
柳和生
,
黄兴元
,
熊爱华
高分子材料科学与工程
采用参数渐变法和Thompson变换,对粘弹性高分子熔体在不同气体辅助挤出口模内的流动进行了数值模拟研究.考察了体积流量、松弛时间和滑移段长度对挤出物挤出胀大比的影响.研究表明,熔体在滑移段的停留时间与材料松弛时间之比与挤出胀大比之间存在指数衰减关系,其实质是熔体在滑移段处于形变衰减过程.理论分析与数值模拟具有高度的一致性,表明该方程可用于指导气辅口模设计.
关键词:
气辅挤出
,
滑移段长度
,
挤出胀大比
,
松弛时间
,
停留时间
熊爱华
,
柳和生
,
黄益宾
,
余忠
,
章凯
,
蔡金平
高分子材料科学与工程
与短纤维增强聚合物复合材料相比,长纤维增强聚合物复合材料具有良好的性能,但影响其注塑制品性能的工艺因素较多且复杂.文中以GB/T1447-2005标准拉伸试样为例,采用3D模拟技术对长纤维增强聚合物复合材料的注塑成型充填过程进行模拟,并采用各项异性旋转扩散-诱导应变闭合模型对长纤维的纤维取向进行数值分析,研究结果表明:(1)3D模拟技术能有效表征长纤维增强聚合物复合材料注塑成型的充填流动过程;(2)拉伸试样中纤维取向分布呈现明显的表层-芯层-表层的结构,且表层区域的纤维取向程度明显高于芯层纤维的取向.
关键词:
长纤维增强聚合物复合材料
,
充填行为
,
纤维取向
,
3D模拟
黄益宾
,
柳和生
,
黄兴元
,
熊爱华
高分子材料科学与工程
基于流变学基本方程和Phan Thien—rranner（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
黄益宾
,
柳和生
,
熊爱华
,
余忠
高分子材料科学与工程
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
熊爱华
,
柳和生
,
黄兴元
,
赖家美
,
江青松
高分子材料科学与工程
基于广义非牛顿流体和七参数Cross-WLF黏度本构,以矩形平板塑件为研究对象,选用短玻璃纤维增强聚丙烯复合材料,采用Moldflow软件对传统注塑成型和气体辅助注塑成型过程进行真三维模拟,对比研究了两种成型工艺中注射压力、锁模力和塑件变形情况,结果表明,采用气辅注塑成型能有效降低注射压力和锁模力;采用气辅注塑成型能减小塑件的变形,在文中工艺条件下,传统注塑成型塑件的变形量为1.187 mm,而气辅注塑成型塑件的变形量为0.7839mm,变形缩小了51.4%,尤其是采用气辅注塑成型能明显减小塑件的收缩变形量,其收缩变形量从1.042 mm降低至0.6839 mm。
关键词:
短玻璃纤维增强聚丙烯
,
气辅注塑成型
,
数值模拟
,
变形
