基于ANSYS对阶梯状双螺杆挤出机的流场分析

摘要

作为聚合物加工主要设备之一的双螺杆挤出机，在聚合物加工行业已经得到，并将进一步得到越来越广泛应用。
　　双螺杆挤出机有多种类型，总的来说，普通平行双螺杆挤出机的混合性能较好，其压缩比达不到要求，锥形双螺杆挤出机压缩比较大，但其混合性能较差。而对于现在有些工厂设计及生产的高槽深比的双螺杆挤出机，其压缩比能达到要求，但其螺杆结构的一部分是非自扫型结构，自洁性能和混合性能较差。阶梯状的双螺杆的螺杆结构是自扫型的，自洁性能和混合性能较好，其结构又是阶梯状结构，拥有较高的压缩比。因此，阶梯状双螺杆挤出机能较好的满足对压缩比的要求。对于不同中心距的双螺杆挤出机挤出熔融阶段做分析和比较。
　　本论文主要研究的内容:1.阐述阶梯状双螺杆挤出机的优点，选择合适的齿形组合，分析挤出时的运动过程。2.利用Creo对增大中心距后的双螺杆部分实体建模，并建立有限元模型。3.利用ANSYS流场分析模块，分析此时的流场情况并对不同中心距下的流场做比较。4.对螺杆在流场中的受力情况做流固耦合分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 双螺杆挤出机发展史

1．3 双螺杆挤出机发展趋势

1．4 平行双螺杆挤出机特点

1．5 本文的研究内容与意义

1．6 本章小结

第2章 双螺杆挤出机挤出理论

2．1 不同种类啮合型双螺杆挤出机的比较

2．1．1 啮合同向平行双螺杆挤出机

2．1．2 啮合异向平行双螺杆挤出机

2．1．3 锥形双螺杆挤出机

2．1．4 阶梯状螺杆挤出机

2．2 啮合原理、端面曲线的形成、立体图形数字模型

2．2．1 啮合原理

2．2．2 端面曲线的形成及其数学模型

2．2．3 螺杆立体图形的数学模型

2．3 中心距与螺顶角的关系

2．4 螺槽深度的计算

2．5 双螺杆横截面积和体积参数的计算

2．5．1 机筒面积的计算

2．5．2 螺杆横截面积的计算

2．5．3 螺杆与机筒之间的净面积

2．5．4 螺杆与机简之间的净体积

2．6 本章小结

第3章 模型及流场建立

3．1 引言

3．2 模型分析

3．3 CREO软件简介

3．4 模型的建立

3．5 流场的建立

3．6 本章小结

第4章 流场分析前处理

4．1 有限单元法

4．2 ANSYS软件简介

4．2．1 workbench简介

4．2．2 ICEM CFD简介

4．3 网格划分

4．3．1 失败的例子

4．3．2 ICEM网格划分

4．4 本章小结

第5章 流场分析及对比

5．1 Fluent模块简介

5．2 模型前处理设置

5．3 求解设置

5．4 后处理分析

5．4．1 速度分布

5．4．2 压力分布

5．4．3 流体迹线分布

5．5 流场分析对比

5．5．1 速度矢量对比

5．5．2 压力对比

5．5．3 流体迹线分布对比

5．6 结论

5．7 本章小结

第6章 流固耦合分析

6．1 流固耦合简介

6．2 流固耦合模型建立

6．2．1 流场数学模型

6．2．2 本构方程

6．2．3 方程组的建立

6．2．4 分析模犁的建立

6．3 流场的分析

6．4 流固耦合分析

6．4．1 前处理设置

6．4．2 导入流场载荷分析

6．5 不同情况的分析

6．6 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文