聚合物水輔共注成型過程的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、本文針對創(chuàng)新型水輔共注成型加工技術(shù)的成型機理、界面不穩(wěn)定與前沿穿透充填流動失衡三大關(guān)鍵科學(xué)問題,進(jìn)行了系統(tǒng)深入的實驗、數(shù)值模擬和理論分析研究,首次揭示了水輔共注成型加工技術(shù)的成型機理及其界面不穩(wěn)定與前沿穿透充填流動失衡的產(chǎn)生機制,提出了有效抑制界面不穩(wěn)定與前沿穿透充填流動失衡的控制準(zhǔn)則,為以科學(xué)求質(zhì)量、以技術(shù)保成功的水輔共注成型全流程綜合控制的工業(yè)化科學(xué)制造奠定了理論基礎(chǔ)。研究主要取得了如下成果:
　　針對層厚均勻性控制的界面不穩(wěn)

2、定關(guān)鍵科學(xué)問題,通過數(shù)值模擬和實驗研究,建立了界面不穩(wěn)定與過程參數(shù)、熔體流變性能參數(shù)的關(guān)聯(lián)理論,明晰了影響界面不穩(wěn)定的關(guān)鍵調(diào)控參數(shù),揭示了界面不穩(wěn)定的產(chǎn)生機理。研究結(jié)果表明分層界面不穩(wěn)定程度隨著芯層熔體成型溫度和模具壁面溫度的升高而增大,而隨著注水溫度、芯層熔體流變指數(shù)和芯層熔體黏性系數(shù)增大而減小。熔體高黏度固化膜層黏性分層引起的剪切應(yīng)力梯度和擾動速度場的耦合作用是芯層熔體與水的分層界面產(chǎn)生不穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。
　　針對水輔共注成型

3、過程的分支型模腔穿透充填流動的失衡控制關(guān)鍵科學(xué)問題,通過數(shù)值模擬,研究建立了分支型模腔穿透充填流動失衡與過程參數(shù)、熔體流變性能參數(shù)的關(guān)聯(lián)理論,明晰了影響分支型模腔穿透充填流動失衡的關(guān)鍵調(diào)控參數(shù),揭示了分支型模腔穿透充填流動失衡的產(chǎn)生機理。研究結(jié)果表明分支型模腔穿透充填流動失衡程度隨著分支模壁溫差干擾和芯層熔體注射延遲時間增大而增大,而隨著芯殼層黏度比的增大而減小,且水在兩分支中穿透失衡現(xiàn)象明顯大于芯層熔體在兩分支中穿透失衡現(xiàn)象。分支型模