聚合物多層共擠出吹塑機理的數(shù)值模擬研究.pdf

1、聚合物多層共擠吹塑成型技術是制造多層復合高性能聚合物容器制品的一種先進成型技術，最有希望解決未來重大工程材料問題。然而迄今為止，國內外有關多層共擠吹塑成型的研究卻罕見報道。基于多層共擠吹塑成型技術的先進性與研究匱乏這一突出矛盾，本文對多層共擠吹塑成型工藝進行了數(shù)值模擬研究和理論研究，主要取得如下成果： 針對聚合物多層共擠吹塑成型流動過程的特點，基于流變學和動力學特點，經(jīng)合理假設，建立了描述聚合物多層共擠吹塑成型的全三維穩(wěn)態(tài)等溫黏

2、彈性理論模型。 基于Galerkin法、罰函數(shù)法、EVSS和Mini-Element法等混合有限元離散技術，建立了描述聚合物多層共擠吹塑成型過程理論模型的有限元數(shù)值算法，并基于這一算法，實現(xiàn)了聚合物多層共擠吹塑成型過程的有限元數(shù)值模擬。 通過數(shù)值模擬系統(tǒng)研究了聚合物黏彈性流變性能參數(shù)與工藝參數(shù)對聚合物多層共擠吹塑成型環(huán)坯成型離模膨脹的影響規(guī)律，并通過理論分析揭示了其型坯成型離模膨脹的產生機理。研究表明多層共擠型坯的離模膨

3、脹主要取決于熔體的二次流動強度和方向。對于雙層管狀環(huán)坯模型，當所研究表面的外法線與坐標軸正方向一致時，如第二法向應力差為負，則熔體的二次流動為向外流動，而當?shù)诙ㄏ驊Σ顬檎龝r，則熔體的二次流動為向內流動；當研究表面的外法線與坐標軸正方向相反時，如第二法向應力差為負，則熔體的二次流動為向內流動，而當?shù)诙ㄏ驊Σ顬檎?，則熔體的二次流動為向外內流動。芯殼層熔體的離模膨脹取決于其內外表面熔體的二次流動效應之差。當外表面熔體向外的二次流動速度

4、大于內表面熔體向外的二次流動速度時，則產生離模膨脹，反之，則產生離模收縮。 基于上述多層共擠吹塑成型型坯離模膨脹的研究成果，研究提出了創(chuàng)設無環(huán)坯成型離模膨脹的吹脹成型過程的方法，通過有環(huán)坯成型離模膨脹的吹脹成型過程與無環(huán)坯成型離模膨脹的吹脹成型過程的對比分析，系統(tǒng)研究了型坯離模膨脹對吹脹成型過程的影響規(guī)律，建立了衡量型坯離模膨脹對吹脹成型過程影響程度的理論方法，總結得到了描述型坯離模膨脹對吹脹成型制品壁厚和形狀影響的壁厚影響因子