全电动注射流变装置运动机构动态特性研究

摘要

注塑成型是聚合物加工成型的主要方法之一。华南理工大学开发的新型全电动注射流变装置将聚合物动态塑化成型加工新方法和新技术与电动式注塑成型方法的结合，能测量聚合物材料的稳态和动态注射流变特性，是我国注塑成型技术的重大创新。注射过程是整个注塑成型周期中最重要的一个阶段，全电动注射流变装置注射系统的工作特性直接影响并决定该装置对材料注射流变行为的测试能力。对该装置注射过程中注射驱动机构系统的运动动态特性进行深入的研究，可以为分析掌握注射驱动机构系统工作特性、优化注射流变装置性能等提供理论依据和实验数据，具有重要的理论与现实意义。 本论文运用机械系统动态分析理论方法结合全电动注射流变装置的注射驱动系统机构特点，建立注射系统驱动机构的动力学模型。该模型从局部分析了射胶系统驱动电机部分、滚珠丝杠副部分、锁模机构部分、注射充模部分各环节作用力、惯量、阻尼、弹性系数等，并建立了其位移、速度、加速度的动力学模型。通过整合分析建立整个注射机构系统的动力学模型，求解出了系统当量质量、当量阻尼、当量弹性系数计算公式。同时运用Matlab软件模拟分析动态注塑过程中运动机构的动态特性，特别是射胶过程中螺杆、滚珠丝杠的压力、加速度、速度、位置等变化规律，并研究其影响因素。 通过在全电动注射流变装置上进行对比实验，研究了不同加工温度、不同振动参数、不同注射驱动力矩下注射机构系统的受力、位移、速度、加速度动态特性。实验结果与理论结果基本一致，验证了理论模型的正确性。理论与实验研究表明整个注射运动机构系统可简化为二阶弹性阻尼系统。受滚珠丝杠驱动系统结构的影响，前一级的机构惯量影响将放大，并大大超出了机架结构质量的影响。注射系统的阻尼主要是由熔体与机架综合等效粘性阻尼决定，并对注射运动平稳性产生积极影响。振动力场会引起材料流变性能的改变，从而影响系统的阻尼，弹性系数。材料性能与工艺参数对该装置的动态特性具有显著的影响。本文的研究为研究全电动注射流变装置的工作特性提供了理论依据；为全电动注射流变装置系统机构性能的进一步改进、优化奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：物理量名称及符号表

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第一章绪论

第二章理论研究

第三章实验研究

第四章结果与分析

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢