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《郑州大学》 2010年
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注塑成型中一些流动与传热问题的解析分析

孟瑞艳  
【摘要】:注塑成型是三维精密复杂塑料件批量生产的主要方法,约占整个塑料制品的1/3。注塑成型是一个复杂的流动和传热过程,熔体在浇注系统和型腔内的流动和传热过程十分复杂。尽管数值方法对注塑成型过程中速度场,温度场和压力场的分析取得了很大的进步,但数值模拟缺乏对成型过程的各种物理场变化的详细描述。而通过模型简化,实现对注塑成型中的流动和传热问题的解析分析成为一种认识和详细了解成型过程物理场变化的一种有效手段。 基于此,为了实现对注塑成型过程的科学认识,本文基于解析分析思想,对注塑成型充填过程的几个典型流动和传热问题阶段进行详细分析。 首先,针对浇注系统圆管流道中流动和传热问题,基于Ellis粘度模型和一维流道中的控制方程,解析计算了不同工艺条件下流道中的压力场,流率和温度场变化,分析了流道中热传导,热扩散和剪切热对流道中流动和传热行为的影响。 其次,针对带有微结构的注塑成型过程这一几何多尺度问题的流动和传热过程,耦合采用数值和解析方法分析了成型过程的流动和传热行为,利用数值方法得到微结构入口处的压力随时间的演化过程。在此基础上,解析分析了微结构中的充填距离与微结构入口压力、尺寸、流动速度以及材料性质之间的定量关系。 再次,针对注塑过程制件厚度方向的温度场变化问题,采用微分方程相似解理论,解析分析了流动平面的热对流、熔体与模壁之间的热传导、粘性耗散热对截面温度场的影响,讨论了不同工艺参数对制件厚度方向温度场的影响。 论文得到国家自然科学基金(10872186)资助。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ320.662

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