电磁动态注塑成型单一振动周期内聚合物流变行为研究

摘要

电磁动态注射成型加工技术将电磁场产生的周期性机械振动引入到聚合物塑化注射成型全过程，振动力场的引入使聚合物的加工过程表现出许多传统成型加工过程所没有的新现象，对这些新现象的深入研究有助于丰富聚合物动态成型的加工理论，同时为注射成型的工艺参数的优化提供理论依据。
　　 本文在前人建立的脉动压力诱导注射成型充模过程的物理模型基础之上，对其通过实时测量并记录熔体瞬时体积流率以及浇口流道两端熔体压力降来表征熔体实时剪切黏度的思路进行了扩展，在理论模型的指导下构建了实时测量并记录螺杆位置变化以及浇口流道两端熔体压力变化来表征电磁动态注射成型充模过程熔体表观剪切黏度的实时测试系统。在电磁动态注射成型实验中，使用该测试系统对螺杆的位移及浇口流道两端熔体的压力进行了实时测量，并在此基础上对熔体的表观剪切黏度等难以直接测量的物理量进行了数值计算与表征。
　　 研究表明，与稳态注射成型过程相比，脉动压力的引入大大降低了充模过程浇口流道两端的熔体压力降、壁面熔体的剪切应力以及壁面熔体的表观剪切黏度，同时振动加剧了壁面熔体的剪切速率变化，剪切速率的急剧变化引起充模过程某些时段出现了断流现象。
　　 充模过程中测量、分析得到各物理量随时间变化曲线的变化趋势均与实际情况相符，能很好地反映电磁动态注射成型充模过程熔体的流变特性。因此，整个实验分析过程也是对脉动压力诱导注射成型充模过程物理模型的验证过程，分析发现，脉动压力诱导注射成型充模过程浇口流道壁面熔体的表观剪切黏度模型，以及建立在此基础上的壁面熔体表观剪切黏度实时测量的数据和表征方法对聚合物的加工、充模过程的模拟仿真具有积极的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要物理量名称及符号表

声明

第一章 绪论

1.1 前言

1.2 研究背景

1.2.1 振动技术在注射成型中的应用

1.2.2 动态成型过程熔体流变行为的研究

1.2.3 动态成型过程熔体表观黏度的实时测量研究

1.3 本文的研究目的与意义

1.4 本文的主要研究内容

第二章 动态充模过程熔体流变行为分析

2.1 动态充模过程的物理模型

2.2 动态充模过程的数学模型

2.2.1 剪切应力的计算

2.2.2 剪切速率的计算

2.2.3 表观剪切黏度的计算

2.3 本章小结

第三章 电磁动态注射成型实验

3.1 实验目的

3.2 实验设备及主要测量仪表

3.2.1 实验设备

3.2.2 测量仪表

3.3 实验原料

3.4 实验方法

3.5 实验现场照片

3.6 本章小结

第四章 动态注射充模过程熔体的流变行为研究

4.1 振动力场下螺杆的运动形式

4.1.1 振动力场下螺杆的实时位移

4.1.2 振动力场下螺杆推进速度

4.2 振动力场下熔体的压力响应与压力降

4.2.1 振动力场下熔体的压力响应

4.2.2 振动力场下浇口流道两端熔体的压力降

4.3 振动力场下壁面熔体的实时表观剪切黏度

4.3.1 壁面熔体的实时剪切应力

4.3.2 壁面熔体的实时剪切速率

4.3.3 壁面熔体的实时剪切黏度

4.4 本章小结

第五章 单振动周期内熔体的流变行为研究

5.1 单振动周期内熔体压力对振动的响应

5.1.1 单振动周期内螺杆的运动

5.1.2 相位角的确定

5.2 单振动周期内壁面熔体的平均表观剪切黏度

5.2.1 壁面熔体的平均剪切应力

5.2.2 壁面熔体的平均剪切速率

5.2.3 壁面熔体的平均剪切黏度

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢