注塑成型過程中纖維取向的數(shù)值模擬.pdf

1、纖維增強(qiáng)塑料使用日益廣泛，對改善塑料的熱、力性能，甚至電學(xué)性能有積極意義。注塑成型作為一種高效的塑料制品加工方式，隨著材料、設(shè)備、工藝和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。纖維增強(qiáng)塑料注塑成型中，纖維的取向狀態(tài)關(guān)系著制品的成型質(zhì)量和性能。短纖維增強(qiáng)塑料注塑制品容易出現(xiàn)浮纖、性能不均勻等問題；長纖維增強(qiáng)塑料成型過程中，由于螺桿塑化時的強(qiáng)剪切作用，長纖維容易出現(xiàn)斷裂、團(tuán)聚的現(xiàn)象，這必然會弱化長纖維的增強(qiáng)效果。數(shù)值模擬技術(shù)，作為塑料成型加工中一種重要工具

2、，能合理預(yù)測型腔中的纖維取向，進(jìn)而研究注塑成型質(zhì)量和制品性能。
　　纖維取向的數(shù)值模擬，源于Jeffery的經(jīng)典取向問題，經(jīng)過Folgar和Tucker等學(xué)者的改進(jìn)，逐漸應(yīng)用到注射成型過程中。目前商品化軟件中，有多個纖維取向模型，但模擬結(jié)果準(zhǔn)確性和適用性不甚明確。本文對注塑成型過程中的纖維取向進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成如下工作。
　　(1)熟悉了纖維取向的數(shù)學(xué)模型和表達(dá)式；
　　(2)研究了Folgar-Tuck

3、er取向方程、低應(yīng)變閉合（RSC）模型、各向異性旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散（ARD）模型、ARD-RSC纖維取向模型等表達(dá)；討論了取向方程中的纖維間的相互作用系數(shù)Ci對模擬結(jié)果的影響，通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，得到了模型參數(shù)Ci的合理取值范圍是0.0001＜ci＜0.1；
　　(3)用數(shù)值方法研究了纖維的含量、注射速度等因素對注射過程中的纖維取向的影響，得到了不同注射速度、不同纖維含量下的取向張量的變化圖，研究了通孔平板制品的纖維取向,發(fā)現(xiàn)孔結(jié)構(gòu)的存在使