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《华东交通大学》 2011年
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管件的短射法水辅助注塑工艺的数值模拟研究

辜文娟  
【摘要】:水辅助成型是基于气体辅助成型技术发展起来的,因其充填介质不同,使得水辅助成型相比气体辅助成型有很多的优势。水辅助注塑工艺的主要方法有短射法和溢流法,其主要应用对象是管类制件。鉴于目前短射法水辅助注塑工艺理论研究的极度缺乏,本文对管件的短射法水辅助注塑工艺进行数值模拟研究,以期掌握其成型过程与质量的影响因素、规律及机理。影响因素主要分为材料的物性参数及成型工艺参数两大块。 水辅助注塑工艺参数包括:熔体注射量、熔体注射温度、注水温度、注水延时等。这些工艺参数直接影响着聚合物熔体的冷却与结晶、材料分布和制品性能,合理地确定和控制这些工艺参数,对于水辅助注塑成型技术的成功与否至关重要。 本文的主要研究工作如下: 1、依据水辅成型充模过程的流动特点,基于聚合物流变学理论基础,流体动力学基础等,经过对边界条件的合理假设,建立了描述水辅成型充模流动过程的二维及三维、纯粘性、瞬态、非等温理论模型。 2、基于有限体积法实现了对流动模型的控制方程的求解。采用QUICK格式对流动压力场、速度场、温度场进行了离散。 3、基于体积函数方法对水辅成型前沿移动界面进行了跟踪,实现了水辅成型充模流动过程的数值模拟。 4、借助Fluent软件,结合实际工况,系统的研究材料物性参数和工艺参数对水辅成型流动过程的影响规律,并揭示了其影响机理。 5、同时本文还分析比较了水辅助注塑成型短射法与溢流法对成型流动过程的影响,分析两种工艺的优劣。 6、最后从穿透行为、成型压力、成型时间、冷却效果四个方面对水辅助注塑成型与气体辅助注塑成型进行比较分析。 本文的主要研究结果如下: 1、随着熔体注射温度、注水速度、注水温度增加、注水延时的增加,水的轴向穿透距离增加,径向穿透深度减小。 2、随着熔体稠度系数、幂率指数、熔体注射量的增大,水的轴向穿透距离减小,径向穿透距离增大。 3、随着稠度系数、幂率指数、熔体注射量、注水速度、注水延时的增加,入口压力也增加。 4、随着熔体注射温度、注水温度的增加,入口处的进胶、进水压力下降。 5、溢流法相比短射法,水的轴向穿透距离要长,径向穿透距离要短。溢流法成型要比短射法成型需要更大的压力。 6、水辅助注塑成型成型充填加冷却时间只有气辅成型的50%,且制品脱模时制品无温差。
【学位授予单位】:华东交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ320.662

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