黄益宾
,
柳和生
,
黄兴元
,
熊爱华
高分子材料科学与工程
基于流变学基本方程和Phan Thien—rranner（PTT）本构方程，建立了矩形截面双层型材口模气辅共挤出和传统共挤出的三维非等温粘弹有限元模型，使用粘弹应力分离法（EVSS）、非协调流线迎风法（SU）等有限元方法数值模拟了两种聚合物熔体在口模内的流动过程，得到了气辅共挤和传统共挤层间界面的三维形貌图和剪切应力分布，对比分析了两种共挤界面的粘性包覆和剪切应力分布情况，研究结果表明，气辅共挤可使粘性包围程度减小60％以上，界面剪切应力峰值减小30％以上，气辅共挤将能有效改善共挤制品层厚分布均匀性及界面稳定性。
关键词:
气辅共挤
,
有限元
,
非等温
,
粘性包覆
,
界面稳定性
熊爱华
,
柳和生
,
黄兴元
,
黄益宾
,
江青松
,
赖家美
高分子材料科学与工程
采用Moldflow对聚丙烯及其短玻璃纤维增强复合材料的注塑成型过程进行3D模拟分析,基于Taguchi试验设计方法（DOE）,采用L16（45）正交矩阵进行试验设计,研究工艺参数对注射压力和翘曲变形的影响。结果表明,纤维含量对注射压力和翘曲变形影响作用较为显著,且存在最佳值;模具温度、熔体温度、保压时间和保压压力对注射压力的影响为单调的线性关系,但其对翘曲变形的影响较复杂。
关键词:
短玻纤增强聚丙烯复合材料
,
注塑成型
,
数值模拟
,
Taguchi试验设计
周国发
,
柳和生
,
何成宏
,
张效迅
,
孙懋
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.04.005
建立了共注成型充模流动的有限元模型,并利用Matlab与Visual C++6.0混合编程技术开发了模拟软件,利用该软件对芯壳层熔体的粘度与芯壳层界面和移动前沿形貌之间的关系进行了数值模拟,并提出了确定关键成型工艺参数的指导原则.模拟研究结果与一些文献的实验结果相吻合.
关键词:
共注成型
,
充模
,
多相分层流动
,
数值模拟
柳和生
,
何建涛
,
黄兴元
,
邓小珍
,
万齐访
高分子材料科学与工程
以L型双层共挤异型材为研究对象,采用Phan-Thien and Tanner (PTT)本构方程对该模型进行了三维等温数值模拟,并使用聚丙烯(PP)对该模型进行了实验研究,对比分析了数值模拟结果与实验结果.研究表明,气体以及重力的影响将使气辅共挤异型材制品截面积偏小;数值模拟和实验结果均表明气辅技术能有效减小异型材共挤过程中的挤出胀大和变形,提高共挤异型材制品的质量以及简化异型材共挤口模的设计.
关键词:
异型材
,
气辅共挤出
,
挤出胀大
,
数值模拟
肖建华
,
柳和生
,
黄兴元
,
熊爱华
高分子材料科学与工程
采用壁面滑移方程和EVSS/SUPG混合有限元方法,使用PTT流变学基本方程,对粘弹性高分子熔体在不同气体辅助挤出口模内的流动进行了数值模拟研究.考察了口模滑移段长度对压力降和第一法向应力差的影响.研究表明,气辅挤出可以有效减小压力降,并将应力集中的位置由口模出口处转移到气体的注入点.且随着滑移段长度增大,压力降和应力集中的程度得到减小;熔体在100%完全滑移段口模中流动时无流动阻力、压力降和应力集中现象,是一种理想流动状态.
关键词:
气辅挤出
,
滑移长度
,
压力降
,
第一法向应力差
熊爱华
,
柳和生
,
黄益宾
,
余忠
,
章凯
,
蔡金平
高分子材料科学与工程
与短纤维增强聚合物复合材料相比,长纤维增强聚合物复合材料具有良好的性能,但影响其注塑制品性能的工艺因素较多且复杂.文中以GB/T1447-2005标准拉伸试样为例,采用3D模拟技术对长纤维增强聚合物复合材料的注塑成型充填过程进行模拟,并采用各项异性旋转扩散-诱导应变闭合模型对长纤维的纤维取向进行数值分析,研究结果表明:(1)3D模拟技术能有效表征长纤维增强聚合物复合材料注塑成型的充填流动过程;(2)拉伸试样中纤维取向分布呈现明显的表层-芯层-表层的结构,且表层区域的纤维取向程度明显高于芯层纤维的取向.
关键词:
长纤维增强聚合物复合材料
,
充填行为
,
纤维取向
,
3D模拟
黄益宾
,
柳和生
,
黄兴元
,
熊爱华
高分子材料科学与工程
采用自行研制的气辅共挤成型实验系统和矩形截面气辅双层共挤口模,实验研究了气辅共挤过程中气体压力、气体温度以及气阀的开启顺序对气垫层稳定性的影响,得到了建立稳定气辅共挤气垫层的基本工艺准则.结果表明,气体压力和温度是影响气垫层稳定性的关键因素,要形成稳定气垫层,气体的压力和温度应尽量与聚合物熔体接近,气体和熔体的压力差不应超过0.1MPa,温度差不应超过10℃,先开启气阀时,要严格控制气体压力.
关键词:
聚合物
,
气辅
,
共挤
,
气垫层
,
稳定性
黄益宾
,
柳和生
,
黄兴元
,
徐磊
高分子材料科学与工程
以一矩形截面共挤型材为例,采用Gesekus本构方程和Navier滑移模型建立数值模型,使用EVSS、SU等有限元方法对气辅共挤和传统共挤时两种聚合物熔体在口模内外的等温粘弹流动做了三维数值模拟,得到了气辅共挤和传统共挤时的挤出胀大率、速度场、应力场及剪切速率分布.对模拟结果进行了分析和时比,结果表明,气辅共挤能消除挤出胀大和模外熔体偏转流动现象;气辅共挤时两相熔体的速度场均匀一致,熔体流动稳定,呈柱塞状挤出;熔体表面的切向和法向应力为零,因而可有效提高挤出速率,并防止制品表面"鲨鱼皮"现象的出现.
关键词:
挤出胀大
,
气辅共挤
,
粘弹流动
,
有限元方法
,
三维数值模拟
柳和生
,
吴晓
,
李绅元
,
罗忠民
高分子材料科学与工程
利用ANSYS软件对受口模入口处周期性振动的压力驱动的非牛顿幂律聚合物熔体在"L"形异型材挤出口模内的充填流动进行了三维等温数值模拟,求得了压力和速度随时间和沿路径的变化曲线,并因此总结出了振动参数对充填流动的影响规律.结果表明,速度和压力的振动均沿挤出方向逐渐衰减,入口压力的低频高幅振动有利于充填过程的稳定.
关键词:
挤出
,
充填过程
,
数值模拟
,
异型材
,
ANSYS
,
振动
章凯
,
柳和生
,
匡唐清
,
曾效舒
高分子材料科学与工程
基于流体力学三大控制方程和幂律粘性本构,针对水辅共注充填过程的特点,经合理假设与简化,建立了二维、瞬态、纯黏性、非等温的理论模型以及水辅共注填充过程中熔体相和水相的数学模型.采用有限体积法对整个水辅共注成型的填充过程进行模拟,研究注水延迟时间对熔体层和水层的分布影响.结果表明,随着注水延迟时间的延长,所需的注水压力增大,芯层熔体平均厚度增加,均匀度更好；同时水的穿透深度变大,宽度变小.
关键词:
水辅共注
,
数值模拟
,
延迟时间
