双层复合挤出机头数值模拟辅助设计及实验研究

摘要

复合挤出技术是目前塑料加工成型中普遍采用的一项技术，它能赋予产品单一材料无法赋予的特殊性能。复合挤出成型是一个十分复杂的加工过程，影响因素很多。在塑料挤出成型技术中，挤出模头设计的优劣是影响制品质量的重要因素，因而研究挤出模头的优化设计就显得尤为重要。对塑料熔体在模头内的流动情况进行数值分析并进行计算机模拟，可以获得挤出模结构参数与挤出结果之间的规律性关系。本课题以双层复合挤出管材为研究对象，介绍了双层复合挤出成型工艺机的特点和优越性，应用Polyflow软件对两种熔体的二维等温共挤出进行三维数值模拟，给出了不同机头对应的速度流场分布，对机头进行优化设计，并对数值模拟的研究结果进行实验验证分析讨论。所作的研究工作集中在： 运用Polyflow为研究工具，以HDPE/PP为双层复合挤出模拟计算材料组合，以不同偏心度的复合机头为分析计算的工况条件，通过对管材机头内外层汇合处的环形缓冲流道及窄缝流道中的流体速度场的计算分析，剖析机头尺寸对外层物料包覆均匀程度的影响规律。 为了简化计算，模拟建立在牛顿流体及等温挤出等假设上，为了验证模拟结果，设计了四个机头进行了实验验证。第一个是没有偏心的，模拟计算的初试值以此为基准进行修正；另外三个是偏心度不同的，其中一个是根据模拟结果设计的优化后的复合机头，另外两个是偏心度过小与过大的两个机头。 采用计算机模拟和实验分析相结合的方法，研究了双层复合挤出机头偏心度，窄缝厚度，窄缝横向宽度及漏料对辅机物料包覆内层情况的影响，验证了通过改变复合机头汇合处缓冲流道的偏心度、窄缝的厚度及横向宽度可以调节辅机物料包覆的均匀度；并通过实验验证了计算机模拟流道内熔体流动的可行性，得到了较满意的结构。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章文献综述及本文的研究内容

第三章挤出成型理论分析及流道模型的建立

第四章机头流道流场模拟结果及分析

第五章实验部分

第六章实验数据与结果分析

第七章结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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