長玻纖維螺旋在線復(fù)配增強塑料管材擠出成型過程研究.pdf

1、管材是重要的工程材料之一,塑料管材又以其優(yōu)良的流體流動、耐腐蝕、安裝便捷等特性廣泛地應(yīng)用于各種工程之中.同時塑料管材由于基體材料、輔助材料、成型工藝、成型設(shè)備及應(yīng)用目的不同,而形成品種繁多、性能各異、價格差異巨大的產(chǎn)品體系.為研制力學(xué)性能優(yōu)良、工藝相對簡單、成本低廉的管材品種,該文提出了長玻纖維螺旋在線復(fù)配增強塑料管材擠出成型技術(shù),并進(jìn)行了研究.主要完成工作如下:1.基于對玻璃纖維增強塑料的宏觀、微觀及實驗數(shù)據(jù),推導(dǎo)了纖維增強塑料的彈性

2、模量、強度條件及纖維與基體界面脫粘的微觀力學(xué)特征;分析了玻璃纖維增強塑料的沖擊破壞、剪切破壞機(jī)理和應(yīng)力特征.2.在對一般塑料管材成型過程和常用各形式機(jī)頭分析的基礎(chǔ)上,分析了塑料管材強度的特點,即分子取向?qū)姸鹊挠绊懞蛢?nèi)壓作用下管材的徑向、周向、軸向應(yīng)力分布情況,得出塑料壓力管道的強度主要由圓周方向所控制,提高其強度要在圓周方向增強.3.設(shè)計了兩種長玻纖維螺旋在線復(fù)配塑料管材擠出機(jī)頭,并申報國家專利及獲得授權(quán).其主要特征是,安裝在現(xiàn)有通用

3、的擠出機(jī)上,使用普通的聚合物顆粒,在其塑化熔融后在線混合入一定長度的玻璃纖維,并使得熔體分子和玻璃纖維沿所擠出圓形管材的管壁螺旋取向,生產(chǎn)出強度更高的管材,滿足工程實際的需要.4.基于對Poiseuille流動和Couette流動的分析,推導(dǎo)出芯棒旋轉(zhuǎn)式長玻纖維螺旋在線復(fù)配管材擠出機(jī)頭中混合熔體螺旋流速度場的解析表達(dá)式.由非牛頓冪率流體參數(shù),利用偏微分方程的數(shù)值解法,得出算例的速度場曲線.5.在建立機(jī)頭內(nèi)熔體流動方程的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了數(shù)值