長玻纖維螺旋在線復配增強塑料管材擠出成型過程研究.pdf

1、管材是重要的工程材料之一,塑料管材又以其優(yōu)良的流體流動、耐腐蝕、安裝便捷等特性廣泛地應用于各種工程之中.同時塑料管材由于基體材料、輔助材料、成型工藝、成型設備及應用目的不同,而形成品種繁多、性能各異、價格差異巨大的產(chǎn)品體系.為研制力學性能優(yōu)良、工藝相對簡單、成本低廉的管材品種,該文提出了長玻纖維螺旋在線復配增強塑料管材擠出成型技術,并進行了研究.主要完成工作如下:1.基于對玻璃纖維增強塑料的宏觀、微觀及實驗數(shù)據(jù),推導了纖維增強塑料的彈性

2、模量、強度條件及纖維與基體界面脫粘的微觀力學特征;分析了玻璃纖維增強塑料的沖擊破壞、剪切破壞機理和應力特征.2.在對一般塑料管材成型過程和常用各形式機頭分析的基礎上,分析了塑料管材強度的特點,即分子取向?qū)姸鹊挠绊懞蛢?nèi)壓作用下管材的徑向、周向、軸向應力分布情況,得出塑料壓力管道的強度主要由圓周方向所控制,提高其強度要在圓周方向增強.3.設計了兩種長玻纖維螺旋在線復配塑料管材擠出機頭,并申報國家專利及獲得授權.其主要特征是,安裝在現(xiàn)有通用

3、的擠出機上,使用普通的聚合物顆粒,在其塑化熔融后在線混合入一定長度的玻璃纖維,并使得熔體分子和玻璃纖維沿所擠出圓形管材的管壁螺旋取向,生產(chǎn)出強度更高的管材,滿足工程實際的需要.4.基于對Poiseuille流動和Couette流動的分析,推導出芯棒旋轉(zhuǎn)式長玻纖維螺旋在線復配管材擠出機頭中混合熔體螺旋流速度場的解析表達式.由非牛頓冪率流體參數(shù),利用偏微分方程的數(shù)值解法,得出算例的速度場曲線.5.在建立機頭內(nèi)熔體流動方程的基礎上,進行了數(shù)值