收稿日期院圆园员源原员圆原员缘
基金项目院武汉工程大学科学研究基金渊运圆园员猿园员冤曰武汉工程大学研究生教育创新基金渊悦载圆园员源园苑圆冤
作者简介院李建敏渊员怨怨员原冤袁男袁湖北天门人袁硕士研究生援研究方向院材料加工.
第 37 卷第 2 期
文章编号院1674
原
2869渊圆园员5冤02
原
00源员
原
05
武 汉 工 程 大 学 学 报
J. Wuhan Inst. Tech.
Vol.37 No.2
Feb. 2015
2015 年 2 月
园 引 言
塑料异型材是通过挤出成型方法制得的非规
则截面的塑料制品袁由于其截面形状的多样性以及
结构的稳定性袁使其得到广泛应用
咱员原圆暂
袁尤以塑料门
窗最为典型. 塑料异型材制品的成型加工方法很
多袁其中挤出成型由于具有效率高尧投资少尧制造
方便尧连续性生产等优点而成为塑料异型材制品
主要的成型方法
咱猿原源暂
. 而在塑料异型材挤出成型过
程中袁由于异型材产品截面形状复杂尧壁厚不均匀袁
熔体在口模流道里的流动行为更加复杂袁使得异
型材的挤出成型相对规整型材的挤出成型更为困
难
咱缘原远暂
袁因此选择合理的加工工艺显得尤为重要袁特
别是挤出机螺杆转速和口模温度在挤出成型过程
中起着十分重要的作用袁直接影响着制品质量和生
产效率
咱苑暂
.
本实验采用 粤晕杂再杂 仿真软件对塑料异型材
的挤出成型过程进行数值模拟袁 以获得挤出工艺
条件与挤出结果之间的规律性关系. 通过分析不
同螺杆转速和口模温度下流道出口截面的速度变
化规律袁以寻求最为合理的加工工艺袁这对于异型
材结构的设计与加工工艺的选择具有理论意义和
实用价值.
员 口模流道模型建立
郧云辕 孕粤远远 异型材截面尺寸如图 员 所示袁 为了
提高模拟分析精度袁本实验基于 粤晕杂再杂 有限元模
拟软件袁采用自底向上和自顶向下相结合的方法袁
依据流变学原理袁结合制品截面特点尧设备状况及
材料的加工性能袁建立了流道实体的模型袁如图 圆
所示. 对流道模型选用 猿阅云造怎蚤凿员源圆 单元类型袁并
采用先整体初步划分然后整体细化袁最后对流动影
响较大的流道平直段进行局部细化袁划分的网格模
型如图 猿 所示.
玻纤/尼龙 远远 异型材挤出流动的数值模拟
李建敏
员
袁付秀娟
员
袁刘玉兰
员
袁周 飘
圆
员援武汉工程大学材料科学与工程学院袁湖北 武汉 源猿园园苑源曰
圆援武汉工程大学机电工程学院袁湖北 武汉 源猿园205
摘 要院以有限元软件 粤晕杂再杂 为平台袁采用数值模拟方法对塑料熔体在模头内的流动情况进行了计算机
模拟与数值分析袁获得了挤出工艺与挤出结果之间的规律性关系. 以模头出口处各区域的流动平衡值为目
标函数袁深入系统地研究了螺杆转速和熔体温度对熔体流动均匀性的影响. 分别模拟了螺杆转速为 缘尧愿尧
员园尧员缘 则 辕 皂蚤灶 和熔体温度为 圆远园尧圆苑0尧圆愿园 益时袁流道出口截面的速度分布. 结果表明袁 螺杆转速与熔体温度
对熔体流动均匀性的影响较大曰随着螺杆转速和熔体温度的提高袁流道出口截面上的节点和区域的流速明
显变大袁但流速差却没有下降袁异型材的挤出加工的稳定性变差. 低温低转速下的熔体表现出更好的流动
平衡性袁玻纤 辕 尼龙 远远 异型材的挤出成型的最优化工艺条件是院螺杆转速为 缘 则 辕 皂蚤灶袁口模温度为 圆远园 益.
关键词院塑料异型材曰速度场曰流动平衡
中图分类号院栽匝猿圆园援远远 文献标识码院A doi院10. 3969/j. issn. 1674-2869. 2015. 02. 00怨
图 员 口模流道出口截面图
云造早援员 栽澡藻 泽藻糟贼蚤燥灶 燥灶 凿蚤藻 糟澡葬灶灶藻造 燥怎贼造藻贼
11
7
5
1.4
1.4
1.3
6
5
2
120毅
0.8
单位院mm
1