振动力场作用下塑料注射充模过程的动态磁化测量及表征

摘要

塑料注射加工过程一般要经过塑化、充模、压实、保压和冷却五个阶段,该文所研究的是注射模塑过程中最重要和复杂的充模阶段.在理论上,在连续性方程、动量方程和能量方程的基础上,结合较符合实际的振动注射充模过程的假设,建立了振动注射充模中心浇口圆盘型腔过程的物理模型.然后,在数学模型的基础上进行数学分析,并且采用CAE的Moldflow软件对稳态下的充模过程速度场、温度场、压力场进行了计算机模拟,理论研究的结果能够比较好地符合磁化实验的结果,从而在理论上验证了磁化方法的科学性与普遍性.自行研制了浇口动态磁化装置,通过对制品各个方位的磁性进行测量,可以清楚地理解熔体充模过程中各个时刻的流动前沿的速度分布和形状,从而达到了对振动力场作用下的注射充模流动的较为准确分析的目的.该文采用新颖的磁化测量的方法，获得了振动注射充模过程的磁化图像，因而直观而有效地对充模流动进行了表征.抛弃了前人通过压力和温度测量的方法来理解熔体在模腔内的流动行为，开创了一种新的研究振动力场下注射充模的方法.通过对振动注射成型的研究，可以更好地理解振动场对注塑制品的质量的改进作用，从而可以加速推广振动注射成型工艺、指导振动注射机产生和提高注射制品的质量.

目录

文摘

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物理量名称及符号表

第一章绪论

1.1前言

1.2文献综述

1.2.1塑料振动注射技术及其对制品的性能的影响

1.2.2振动在注塑成型中的作用机理的研究

1.2.3注射熔体充模可视化的研究状况

1.2.4数值模拟熔体充模阶段的研究进展

1.3研究的目的和意义

1.4本文的主要研究内容

1.5本章小结

第二章理论研究

2.1物理模型的建立

2.1.1研究对象

2.1.2物理模型的建立

2.2数学模型的建立

2.2.1坐标轴的选取

2.2.2基本假设

2.2.3熔体充模基本方程

2.3二维流体方程

2.4边界条件和初始条件

2.4.1温度、速度、压力边界条件

2.4.2初始条件

2.5无因次分析

2.5.1特征量的选取

2.5.2无量纲项的选取

2.5.3方程无量纲化

2.5.4有限元分析求解速度场

2.6计算机模拟

2.7本章小结

第三章浇口磁化装置的研制

3.1概述

3.1.1研制背景

3.1.2磁化原理

3.2浇口磁化装置的总体设计

3.2.1该装置的设计思想及要求

3.2.2磁化装置的主要组成与工作原理

3.3本章小结

第四章实验研究

4.1实验目的和主要内容

4.1.1实验目的

4.1.2实验内容

4.2实验装置

4.3实验原材料

4.4实验工艺参数

4.5实验方法

4.6实验设备现场照片

4.7本章小结

第五章理论与实验结果分析

5.1稳态下注射充模流动的磁化测量与表征

5.2振动力场下注射充模流动的磁化测量与表征

5.2.1频率为5Hz时的磁化图像与分析

5.2.2频率为10Hz时的磁化图像与分析

5.2.3频率为15Hz时的磁化图像与分析

5.2.4频率为20Hz时的磁化图像与分析

5.2.5频率为25Hz时的磁化图像

5.3振动力场对熔体流动行为的影响

5.3.1充模时间随频率的变化规律

5.3.2充模时间随振幅的变化规律

5.3.2流动均匀性分析

5.4振动力场对熔体充模过程影响的综合分析

5.5本章小结

第六章结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢