聚合物水輔共注成型過(guò)程的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文針對(duì)創(chuàng)新型水輔共注成型加工技術(shù)的成型機(jī)理、界面不穩(wěn)定與前沿穿透充填流動(dòng)失衡三大關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,進(jìn)行了系統(tǒng)深入的實(shí)驗(yàn)、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(jī)理及其界面不穩(wěn)定與前沿穿透充填流動(dòng)失衡的產(chǎn)生機(jī)制,提出了有效抑制界面不穩(wěn)定與前沿穿透充填流動(dòng)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(duì)層厚均勻性控制的界面不穩(wěn)

2、定關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究,建立了界面不穩(wěn)定與過(guò)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(jī)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(dòng)速度場(chǎng)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(duì)水輔共注成型

3、過(guò)程的分支型模腔穿透充填流動(dòng)的失衡控制關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,通過(guò)數(shù)值模擬,研究建立了分支型模腔穿透充填流動(dòng)失衡與過(guò)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(dòng)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(dòng)失衡的產(chǎn)生機(jī)理。研究結(jié)果表明分支型模腔穿透充填流動(dòng)失衡程度隨著分支模壁溫差干擾和芯層熔體注射延遲時(shí)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