擠出吹塑成型機理的數(shù)值模擬研究.pdf

1、聚合物擠出吹塑成型技術(shù)是制造中空吹塑制品的先進成型技術(shù),但由于在成型過程中具有離模膨脹和垂伸效應(yīng)的耦合作用,使得其成型過程非常復(fù)雜,成型機理不易弄清。針對這一情況,本文對擠出吹塑成型的型坯成型階段和型坯的自由吹脹階段進行了數(shù)值模擬研究,系統(tǒng)研究了過程工藝參數(shù)和聚合物黏彈性流變性能參數(shù)對型坯成型離模膨脹和垂伸效應(yīng)的影響,并在此基礎(chǔ)上,研究了型坯的離模膨脹和垂伸效應(yīng)對型坯自由吹脹成型過程的影響。主要取得如下成果:
　　 針對聚合物擠

2、出吹塑成型流動過程的特點,基于聚合物流變學(xué)、流體動力學(xué)和熱力學(xué)理論,經(jīng)合理假設(shè),建立了描述聚合物擠出吹塑成型的全三維、非等溫、穩(wěn)態(tài)黏彈性理論模型。
　　 基于Galerkin法、罰函數(shù)法、EVSS法、Mini-Element法和SUPG法等高效穩(wěn)態(tài)混合有限元求解技術(shù),建立了求解聚合物擠出吹塑成型理論模型的有限元算法,并基于這一算法,實現(xiàn)了聚合物擠出吹塑成型過程的有限元數(shù)值模擬。
　　 通過對擠出吹塑型坯成型階段的數(shù)值模擬

3、研究,獲得了過程工藝參數(shù)和聚合物流變性能參數(shù)對型坯離模膨脹和垂伸效應(yīng)的影響規(guī)律,并通過理論分析揭示了型坯成型離模膨脹的產(chǎn)生機理。研究表明,擠出吹塑成型型坯的離模膨脹主要取決于法向應(yīng)力差引起的二次流動強度。對于管狀環(huán)坯模型,法向應(yīng)力差越大,聚合物熔體的二次流的強度越大,則型坯的離模膨脹就越大。在此基礎(chǔ)上,還研究建立了型坯離模膨脹和垂伸效應(yīng)與型坯壁厚和半徑尺寸之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
　　 基于過程工藝參數(shù)和聚合物黏彈性流變性能參數(shù)對擠出吹