工型材气辅挤出成型数值模拟的研究.pdfVIP

g女自．#I《#≮镕#女日$＆*#m*R 工型材气辅挤出成型数值模拟研究 马文琦 孙红镱李萍 m十气#持女t#进日7敷*模¨，“完女滑磅∞4界夺#R替气垫M§∞作目，目￡7传‰挤女#≈辅挤＆口 泉自*镕#各^的速度pⅡ力迪f一#，№有*残十挤女t《十∞许＆№±，有“十#Ⅷ产；∞Ⅳ#$R十，提自 产；精度。 关键词气辅挤女挤m成型POLYⅡ0W数值模拟i型口模 材料是工业发展的基础．是现代社会经济的先 2材辩和工艺参数的选择 导。高分子材料是材料领域之中的后起之秀，它的 聚合物熔体选择高密度聚乙烯(HDPE)，材料 出现，带来材料领域的重大变革，其中40％以上的 密度P=950 2s，非牛顿指 塑料制品是用挤出法加工成型的“。它具有生产 切粘度’7=12kPa·s，松弛时间^=O 连续化、生产效率高，应用范匍广等特点，用这种方 数tl=04。 法生产的制品广泛应用于农业、建筑业、石油化工、 3边界条件的设定… 机械制造、医疗器械、汽车、电子、航空航天等领域， (1)口模人口边界条件口模入13处选取流量 与人们的El常生活密切相关。研究表明，气辅挤出 ^口，人口速度为充分发展流，体积流量口=500 成型技术能够在保证制品质量的前提下，太大提高 111I口3／s。 挤出速度，近而提高生产效率、缩短成型周期。此 (2)无气辅段口模内壁上无气辅口模段为无 外，气辅挤出成型可以降低挤出压力30％-40％，滑移壁面，法向速度和切向速度均为零。即： 挤出胀大率南10％一28％降到1％以下，明显节省 y。=0，n=0 能耗，基本消除离模膨胀，提高制品精度，减少材料 (3)有气辅段El模内壁上在气辅段时．口模内 浪费。笔者对三维结构的工型截面制品的传统口模 壁和熔体之问形成气垫膜层，熔体和口模内壁产生 和气辅口模挤出进行了数值模拟研究。 完全滑移。边界条件为祛向速度和切向力均为零。 1几何模型的建立 即： 口模尺寸如图I所示。口模截面尺寸的长宽均 P。=0，Z=0 为10mm．厚度为2mm。熔体从A—A面进^口模， (4)自由表面法向速度、法向力和切向力为 A—B为无气辅段，长度为20mm。B—B为气体人零。即： mm。c—c为 口位置，B—c段为气辅段，长度为15 h=O，五=o，正=o mm。 (5)自由表面末端法向力和切向力均为零。 熔体出13，c—D为自由表面部分，长度为30 即： 在传统挤出中，A—c为传统挤出13模殷”1。其三维 结构示意图见图2。 ^=0，上=0 4模拟结果囊分析 乒 鞘 4 1速度场分析 图3为传统挤出口模内外速度矢量图，从图3 日1 I女口摸平Ⅲ目 可以看出，在传统挤出中．工型材口模内水平部分的 速度分布是沿z轴正向分布的抛物线，熔体速度的 最大值出现在中间，两边的速度最小，而工型材竖直 部