注气压力对塑料微管挤出成型影响分析.pdf

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1、第43卷第4期塑料工业CHINAPIASTICSINDUSTRY·53·2015年4月注气压力对塑料微管挤出成型影响分析水傅志红，尹业刚，王志伟，姚晨(中南大学机电工程学院，高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083)摘要：针对聚丙烯(PP)进行毛细管流变实验，利用Origin软件拟合得出了Bird-Carreau黏度模型特性参数。使用PolyflOW软件对塑料微管挤出成型进行数值模拟，分析了注气压力对微管截面尺寸、压力场、速度场的影响，并确定了合理的注气压力范围。结果表明，随着注气压力的增加，微管管径增加，壁厚减小。关键词：流变实验；黏度模型；数值模拟；注气压力DOI：10．3969

2、／j．issn．1005—5770．2015．04．012中图分类号：TQ320．66文献标识码：A文章编号：1005-5770(2015)04—0053—04InfluencesofGasInjectionPressureonPlasticMicrotubeExtrusionMoldingFUZhi—hong，YINYe—gang，WANGZhi-wei，YAOChen(StateKeyLaboratoryofHighPerformanceComplexManufacturing，SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthU

3、niversity，Changsha410083，China)Abstract：Therheologytestingofpolypropylene(PP)withthecapillaryrheometerwasconducted，andcharacteristicparametersofBird—CarreauviscositymodelwerefittedoutbyOriginsoftware．ThenumericalsimulationforplasticmicrotubeextrusionmoldingwascarriedoutbyuseofPolyflowsoftware．Effect

4、softhegasinjectionpressureonthesectionsizeofmicrotube，pressurefieldandvelocityfieldwereanalyzed，SOthereasonablerangeofgasinjectionpressurewasdetermined．Resultsshowedthatwiththeincreasinggasinjectionpressure，thesectionsizeofmicrotubeincreasedandthewallthicknessofmicrotubedecreased．Keywords：Rheologica

5、lExperiment；ViscousModel；NumericalSimulation；GasInjectionPressure塑料微管的截面尺寸微小，在挤出过程中容易出力对挤出流动和微管截面尺寸的影响规律。现内腔黏连，因此挤出过程中通常在芯棒注入微量气1Bird-Carreau黏度模型参数的确定体以保持内腔形状。注气压力、温度、螺杆转速、牵Bird．Carreau黏度模型能够反映低剪切速率和高引速度是影响塑料微管挤出成型的重要工艺参数，模剪切速率两个牛顿区域和中间的非牛顿区域流动性拟分析注气压力对微管挤出成型的影响对指导实际生质，且比Carreau—Yasudo黏度少一个参数，因此在科产具

6、有重要意义。在模拟仿真过程中，合理的黏学研究和实际生产过程中应用广泛，本文黏度模型选度模型是保证仿真结果正确的必要条件，流变实验是用Bird．Carreau模型，表达式为：研究分析聚合物熔体流变性能和获取黏度模型参数的叼=叼+(7／o-7"／)／[1+(A)]‘一／2(1)常用方法，对非牛顿流体而言，实验数据必须经过人式中，一剪切黏度；叼。一零剪切黏度；叼一无穷剪切口效应校正(Bagley修正)和非牛顿校正(Rabi．黏度；A一松弛时间；一剪切速率；一非牛顿指数。nowitsch修正)后才能得到正确的流变曲线，进而得到合理的黏度模型参数l5J。本文首先以聚丙烯1．1Bagley入口效应校正(P

7、P)为挤出材料进行毛细管流变实验，通过入口压实验测量时，由于压力传感器的位置在料筒筒壁力校正和非牛顿校正对剪切应力和剪切速率进行修处而不是毛细管入口处，因此实验测试的压力降正，利用Origin进行数据拟合，获取了Bird．Carreau(△P)由入口区压力降(△P)、完全发展流动区压黏度模型的特性参数，最后使用Polyflow软件进行数力降(△P。。)和出口区压力降(AP)三部分构值模拟，确定了合