振动力场下螺旋芯棒式管材机头内熔体流动的数值模拟.pdf

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1、46iENG工rNEER程1NGP塑LAST料ICSA应PPLIC用AVo1．40．No11TIONNOV．2012doi：lO．3969~．issn．1001—3539．2012．11．012振动力场下螺旋芯棒式管材机头内熔体流动的数值模拟陈开源，李柏青，朱秀娟，周南桥(1．佛山职业技术学院机电工程系，广东佛山528137：2．华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心，聚合物成型加工工程教育部重点实验室，广州510640)摘要：为了研究振动力场作用下螺旋芯棒式管材机头内熔体的流动特性，考虑非定常流动，使用Polyflow软件首次对熔体的流场进行了全三维非牛顿等温数

2、值模拟。研究表明，随着振动力场的引入，流道内熔体的剪切速率、黏度、剪切应力、压力和速度等呈周期性规律变化。另一方面，随着振动频率或振幅的增加，流场的剪切速率平均值增加，而流场的黏度平均值、剪切应力平均值和压力平均值下降。关键词：振动力场；螺旋芯棒式机头；管材；数值模拟；Polyflow中图分类号：TQ320．66文献标识码：A文章编号：1001．3539(2012)11．0046．06NumericalSimulationofMeltFlowinSpiralMandrelDieforPipeunderVibrationForceFieldChenKaiyuan，LiBai

3、qing，ZhuXi~uan，ZhouNanqiao(1．DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering，FoshanPolytechnicCollege，Foshan528137，China；2．KeyLaboratoryofPolymerProcessingEngineeringofMinistryofEducation．NationalEngineeringResearchCenterofNovelEquipmentforPolymerProcessing，SouthChinaUniversityofTechnology

4、，Guangzhou510640，China)Abstract：Inordertorevealtheflowcharacteristicsofmeltflowinspiralmandreldieforpipeundervibrationforcefield，themeltflowfieldwasfirstlystudiedbythree．dimensionalnon—NewtonianandisothermalnumericalsimulationusingthePolyflowsoftwareundertime—dependentflow．Theresearchshow

5、edthatthemeltshearrate，viscosity，shearstress，pressureandvelocityhadthecyclechangewhenthevibrationforcefieldwasintroduced．Ontheotherhand．theaveragevalueofshearrateincreasedwiththeincreaseofthevibrationfrequencyoramplitude，buttheaveragevalueoftheviscosity，shearstressandpressuredecreased．Key

6、words：vibrationforcefield；spiralmandreldie；pipe；numericalsimulation；PolyflOW塑料管材在建筑、市政建设、水利工程、农田灌年来，计算机技术和数值计算方法的快速发展，使得溉、燃气输送等领域有着广泛和重要的应用。随着计算机数值模拟成为可能，并且流动过程的模拟也使用范围的日益扩大，人们对管材的质量要求愈来越来越接近真实情况。愈高，既要具有良好的物理力学性能，还要具有较长在聚合物加工成型中引入振动力场的研究逐的使用寿命⋯。在聚烯烃管材的生产中，过去一般渐成为热点之一。申开智等研究了振动参数对挤出采用传统的支架

7、式机头。随着管材管径的增大和制品性能的影响，发现振动力场的引入可明显改善产量的提高，传统机头已无法解决熔体流动不均和制品的结晶性能和力学性能～J。瞿金平提出了聚熔接痕等问题，会造成管材壁厚不均、制品周向强度合物全振动加工技术J，突破了以往加工过程中下降等缺陷。对于高质量大直径聚烯烃管材的生局部施加振动的限制，发挥了振动力场的强化作用。产，只有采用螺旋芯棒式机头才能达到要求。自从电磁动态塑化挤出机与普通挤出机相比具有优异Procter首次报道分析熔体在螺旋芯棒吹膜机头内的性能，振动力场的引入具有降低能耗、降低熔体黏流动的简化方法