一、计算机模拟技术在聚合物成型中的应用（论文文献综述）
王都阳[1]（2021）在《动态条件下超临界CO2在聚合物熔体中溶解实验与模拟研究》文中指出近年来超临界CO2在聚合物加工中的应用备受关注,如超临界CO2作为物理发泡剂生产微孔泡沫材料。其中微孔塑料连续成型过程的关键在于均相体的形成,因此,对动态条件下,超临界CO2在聚合物熔体中溶解量和溶解速率的研究显得尤为重要。本文以聚苯乙烯（以下简称PS）为研究对象,从实验和模拟两方面深入研究超临界CO2在聚合物熔体中的溶解过程,即界面吸附的CO2向聚合物熔体内部的扩散过程,以及CO2在动态条件作用下被加速溶进聚合物熔体内部的过程。不仅可以丰富和发展超临界CO2在聚合物熔体中溶解和扩散的相关理论,还可以为微孔塑料成型的混合元件合理设计、工艺参数合理制定提供科学依据。研究主要成果如下:1.溶解实验研究搭建了基于变体积法超临界CO2在聚合物熔体中溶解的实验装置,完成了溶解实验装置的安装与调试。通过改变实验条件,在静态条件下实验,研究高温高压下,超临界CO2在PS熔体中的溶解特性,进行温度、压力以及分子量对超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量和溶解速率影响的分析。结合吸附动力学以及界面传质（扩散）理论,来描述静态条件下,超临界CO2在聚合物熔体中的溶解机理,即为吸附—扩散机理,计算超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量和溶解速率,并且对其溶解度进行了预测,通过实验数据验证了该溶解机理的合理性。2.研究超临界CO2扩散系数静态条件下,在不同条件下进行了实验,研究了压力和温度,以及PS的不同分子量对超临界CO2扩散系数的影响。考虑到超临界CO2在PS熔体中的溶解速率由快变慢,说明扩散系数是不断变化的,分析超临界CO2溶解量对扩散系数的影响趋势,既可以更好地理解超临界CO2在PS中的扩散过程,也可以准确地表达扩散系数的真实值。3.静态条件下模拟研究建立静态条件下的溶解模型,并将之前所测扩散系数值带入到模拟中,得出溶解量和溶解速率随时间的变化;将实验值与模拟值进行对比,验证了模拟方法的可行性,进一步地分析不同条件下溶解量的实时相对误差以及溶解速率,更是说明了模拟方法的准确性,为动态条件下超临界CO2在PS熔体中溶解过程的数值模拟奠定基础。4.剪切条件下模拟研究建立锥形搅拌溶解模型,首先根据模拟结果分析不同温度和压力条件下,剪切对溶解量,溶解度以及溶解速率的变化;其次通过剪切速度流场以及温度场的分布,揭示剪切条件相较于静态条件溶解加快的原因。5.搅拌条件下模拟研究分别建立直线式销钉搅拌和弯曲式销钉式搅拌溶解模型,根据模拟结果分析不同温度和压力条件下,转速和搅拌元件结构与超临界CO2在聚合物熔体中溶解量,溶解度以及溶解速率之间的相互影响;其次通过对压力和速度流场以及温度流场的分析,揭示搅拌条件下超临界CO2溶解行为。
李敏[2]（2020）在《含能材料单螺杆压伸过程仿真模拟研究》文中进行了进一步梳理含能材料是国防工业以及航空航天技术不可或缺的重要材料,对其加工方式的研究也一直是各国研究的热点。螺压成型工艺是含能材料成型加工的重要方式,包括物料混同、驱水、压延塑化造粒与螺压成型等几个过程。随着对含能材料的深入研究,高能含能材料已得到较快的发展,而传统螺压机的结构和工艺无法适应含能材料发展的更高要求,在此背景下开展含能材料的螺压安全加工过程模拟仿真研究,以理论指导螺压机结构的正确设计,同时对螺压机内物料温度、成型压力以及物料剪切等关键参数严格控制,以实现药柱的连续稳定生产,具有重要的理论意义和工业应用价值。本论文首先基于沟槽单螺杆挤出塑料成型的理论,建立了含能材料全沟槽单螺杆成型过程的物理模型和数学模型。基于真实改性双基推进剂的物性参数,首次使用Virtual Extrusion Laboratory软件（简称VEL）对单螺杆压伸过程的全螺杆工作段和模具成型进行模拟,得到各项参数沿挤出方向的变化情况,从而为安全压伸工艺过程提供参考。并使用POLYFLOW软件对螺杆均化段和成型模具段进行模拟分析,从整体分布趋势及具体数值上对VEL的结果进行验证和进一步补充。主要研究工作如下:（1）建立含能材料全程直沟槽单螺杆成型过程的三段式理论模型,确定正位移输送的边界条件为固体塞在固体输送段中不被剪断,为沟槽机筒和螺杆的设计优化提供理论支持;（2）利用VEL的挤出机模块和POLYFLOW软件分析真实双基药的单螺杆压伸成型过程的全螺杆工作段,结果显示:螺压过程中压力峰值出现在压缩段末端的螺棱推进侧,而螺棱拖曳侧流道中部的温度最大,主要由剪切生热引起,因此压伸过程中需关注剪切情况以避免过热;（3）使用VEL软件探究加工工艺和螺杆结构对螺压过程的影响,结果表明:螺杆温度、螺杆转速和螺杆压缩比对安全压伸过程有着较大的影响。料温随螺杆温度升高而增大,而压力下降。螺杆转速增大会引起较大的温升,易造成危险,故不宜提高螺杆转速。压缩比增大对建压过程有利且不易引起温升,故可在安全压力范围内适当增大压缩比;（4）使用3D-FEM模块和POLYFLOW软件对料条模具成型流道模拟分析,结果表明成型压力自模具入口处逐渐降低,而剪切热引起的温升较小。并通过3D-FEM模块模拟分析了模具温度和模具收缩角对成型过程的影响,结果表明模具温度和收缩角增大均会使压力降低,不利于物料的压实和黏合,因此模具温度应尽可能低些,收缩角也不宜过大。
李赛[3]（2020）在《聚合物/纳米颗粒接枝嵌段聚合物复合材料的计算机模拟研究》文中研究指明聚合物纳米复合材料是材料科学与工程领域的研究重点,不仅具有优于传统聚合物材料的力学性能,同时又能结合填充纳米颗粒自身的优良性能,如导热、导电和磁性等性能。要实现聚合物/纳米颗粒复合材料的综合优异性能,实现填料的理想分散是首先需要解决的问题。因此,如何建立其微观结构与宏观性能的关联则是实现性能可控的关键。在填料表面均匀的接枝两亲性嵌段聚合物可以实现可控的纳米颗粒分散和特定的自组装结构。由于存在填料之间的互相作用焓和接枝高分子链构像熵的共存与竞争关系,实验的表征手段与方法是很难进行精确表征与分析的。因此,计算机模拟技术在理解和预测聚合物纳米复合材料的性能增强方面发挥着越来越重要的作用。基于以上研究背景,本论文主要是通过粗粒度分子动力学模拟,围绕着自组装结构对于聚合物纳米复合材料分散性及力学性能影响的微观机理进行了初步探索。研究工作主要从以下两个方面展开:一、纳米颗粒接枝两亲性嵌段聚合物链对纳米颗粒（NP）分散性及力学性能影响的微观机理研究通过运用粗粒度分子动力学模拟,我们构建了一系列的纳米颗粒接枝两亲性嵌段聚合物,并将其共混在均聚物基体中。通过设置组分间的相互作用参数,使得接枝嵌段链一部分与纳米颗粒亲和,一部分与基体链亲和。纳米颗粒及其接枝链形成了核壳自组装结构,研究了不同程度的自组装结构对于纳米颗粒分散性、链动力学、链运动能力以及对于宏观材料单轴拉伸性能的影响,并深入探究了材料宏观力学性能与微观结构、微观相互作用间的关系。模拟结果展示:纳米颗粒及其接枝链形成了核壳自组装结构,这种结构的存在有效地提高了纳米颗粒的分散性。通过调控接枝链的接枝密度,这种核壳自组装结构的完整性随着接枝密度的提高而逐渐完善,因此纳米颗粒的分散性也逐渐提高。通过调控接枝链两组分的比例,核壳自组装结构进一步完善,进而使得纳米颗粒的分散性进一步提高。而这种自组装结构对于力学性能影响小。二、接枝嵌段聚合物链的刚柔性对于复合材料中纳米颗粒分散性及力学性能的影响机理研究在聚合物纳米复合材料中,聚合物链的刚柔性是提高材料综合性能的重要实现手段。因此,我们将接枝在纳米颗粒表面的嵌段聚合物由纯柔性链改变为半柔性半刚性的聚合物链,来探讨这种组合对于复合材料中纳米颗粒分散性及力学性能的影响,又是什么微观机理主导了性能的增强。我们发现:（1）引入刚性链后,之前由纯柔性接枝嵌段链所形成的核壳自组装结构消失,取而代之的是胶囊结构;（2）胶囊结构之间在体系盒子中呈现出平行或者交叉的排布方式;（3）随后对于体系的力学性能进行了探究,胶囊结构在空间的排布没有引起体系力学性能的各向异性,并且相较于纯接枝嵌段链体系,半刚性半柔性在赋予复合材料很好纳米颗粒分散性的同时,也很好的提高了材料的宏观力学性能。
罗红[4]（2020）在《微结构玻璃元件超声振动模压成型机理与关键技术研究》文中研究指明随着微光机电和生物微流控技术的发展,近年来具有衍射、减反、疏水或微流控功能的微结构玻璃元器件得到了越来越多的关注和应用。无机非晶玻璃材料相对于聚合物在光透性、热化学稳定性和生物相容性等方面有着天然优势,然而,其固有硬脆性和高软化温度也增大了其微结构去除加工与热成型难度。对于球面、非球面和光顺自由曲面玻璃透镜,目前主流的制造方式为精密模压成型;相对于传统去除加工技术,模压技术在玻璃材料利用率、加工精度和加工效率等方面具有突出优势。然而,对于V槽、矩形槽、金字塔、菲涅尔透镜等具有尖锐棱角或大深宽比的阵列式微结构玻璃元件,常规模压成型方式目前仍存在较大局限,主要表现为:（ⅰ）热压过程中玻璃在微细尺度模具沟槽内的流动和变形受阻,导致成型后玻璃微结构的充型率不足;（ⅱ）玻璃热压充型时间过长,整体变形反力过大,造成模压系统的效率和稳定性下降。针对上述技术局限,本文在常规模压中引入了功率超声振动技术,旨在通过超声频振动带来的热-机械综合效应改善玻璃在模具微槽内的流变充型能力,实现微细结构玻璃元件成型精度和成型效率的综合提升。然而,超声振动模压技术目前尚处于探索阶段,仍面临着玻璃材料参数不完备、成型机理不明确、工艺系统不稳定和工艺参数不匹配等关键科学/技术问题。为此,本文结合理论推演、材料表征、数值模拟和对比试验等科学手段,自下而上开展玻璃流变机理探索、成型设备开发与基础成型工艺研究,主要内容包括以下四个方面:（1）为获取模压温度范围内玻璃的热力学材料参数,以典型的D-ZK2低转化点光学玻璃为例,开展了热粘弹性理论分析与实验研究。首先,采用脉冲激振法确定了玻璃的高温初始模量;然后,通过压缩蠕变测试对玻璃-压杆界面的摩擦系数进行了量化,并根据摩擦量化结果对玻璃的蠕变数据进行理论修正,由此构建了低摩擦扰动的粘弹性应力松弛模型;最后,采用膨胀法和差示扫描热法测定了玻璃的热膨胀系数和比热容,并基于Tool-Narayanaswamy-Moynihan（TNM）模型对实验数据进行计算拟合,得到了玻璃的结构松弛参数,由此构建了系统完备的玻璃热粘弹性测试方法体系。（2）基于MSC.Marc有限元软件对D-ZK2玻璃压缩蠕变过程进行了数值模拟,验证了所测定的静态粘弹性参数的准确性。基于压缩蠕变仿真结果进行了玻璃退火模拟,分析了结构松弛行为对玻璃内应力的影响。考虑高频能量耗散效应及其耦合热效应,推导了动态热粘弹性理论模型。基于静态与动态热粘弹性模型,进行了玻璃微V槽阵列常规热压与超声振动热压数值模拟,动态展示了玻璃在模具微槽内的流变充型过程,理论揭示了叠加超声振动对玻璃微结构热压成型性能的改善机制。（3）为实现超声振动模压工艺流程,通过红外加热系统、伺服电缸加载系统、超声振动系统及冷却系统设计集成,自主开发了超声振动玻璃模压新装置。针对高温下振动部件的频率失谐问题,理论分析了变幅杆特征频率随温升的演变规律,由此提出了一种系统的高温频率调谐新方法。对高温负载下超声振动系统的谐振特性进行了原位测定,验证了频率调谐方法的有效性。对模压系统的轴向变形和上下模温差进行了实验测定,结果表明该模压系统具有良好的轴向刚度和加热均匀性,适用于绝大多数低Tg玻璃在高温低中载条件下的模压成型。（4）基于所开发模压装置,在不同速度和压力下开展了百微米级玻璃微槽阵列的常规模压与超声振动模压基础工艺试验;对比试验结果可知:超声振动可显着降低恒速模压中的模压力和恒力模压中的充型时间,提升玻璃在模具沟槽内的充型深度,验证了仿真分析中结果趋势的准确性。同时,通过对超声振动引起的上下模温差和界面摩擦变化进行量化分析,全面揭示了超声振动非均匀热软化效应和界面减摩效应对玻璃热粘弹性响应和微成型性能的作用机制。此外,采用工艺试验所确定的模压参数,开展了两类典型微结构阵列玻璃元件的超声振动模压应用实验,进一步证实了超声振动模压技术在微细结构玻璃元件高效精密制造领域的契合度和应用前景。
辛喆[5]（2020）在《直流GIL绝缘子聚酯纳米复合涂层电热性能的分子动力学模拟》文中研究说明大容量远距离高压直流输电技术是我国近年来能源发展的重大课题之一。直流GIL与传统架空线路和电缆相比,结构较为简单,输送容量大,布置更加灵活,具有较高的可靠性,此外还能够隔绝高压输电线路对外界环境造成的不利影响。然而,直流GIL在运行中绝缘子受单极性电场作用,极易在表面积聚电荷从而导致局部电场畸变,进而引发沿面闪络,因此研究调控与抑制直流GIL绝缘子表面电荷积聚的有效手段对于直流GIL绝缘可靠设计具有重要意义。随着GIS/GIL等气体绝缘设备的广泛应用,许多针对绝缘子界面绝缘问题的优化措施在直流GIL领域得到尝试。目前,在直流GIL绝缘子表面采用涂覆涂层的手段提升绝缘强度依然是抑制电荷的主要策略之一。本文基于分子动力学方法,针对绝缘子涂层材料电热性能的优化和设计展开建模和研究。通过协调微观和介观的分子模拟体系,分析聚酯纳米复合涂层材料的绝缘失效机理和反应路径,探究PET纳米复合材料导热性能的提升规律。主要研究内容如下:（1）基于ReaxFF反应分子动力学方法研究了直流GIL中PET在高温作用下绝缘失效机理。通过在不同温度下多分子PET体系的热解模拟,获得其反应路径的初始裂解机理,在原子水平上分析了热解过程的产物分布以及主要气体产物形成的机理。前期裂解反应主要产生PTA,且生成量随着聚合度下降而增加。主链上C-O键的断裂是造成前期PET聚合度下降和绝缘老化的主要原因。PET裂解反应前期,主要气体产物之一 C2H4随着主链的断裂大量生成并聚集在内部,导致PET内部产生孔洞。在反应后期,裂解产物以CO2为主,主要来自于PTA及PTA酸根的脱羧反应。（2）在高温裂解模拟结果的基础上,构建了不同聚合度的PET分子模型,并进行在不同场强强度下的分子动力学模拟。对比在电裂解模拟下的不同结果,分析了高场强在裂解过程中的主要作用机理。PET在电、热作用下的裂解反应路径并无明显差异,但是PET对场强的耐受能力存在一个明显的阈值,并且会随着老化程度的增加而下降,聚合度提高明显会使PET分子对场强耐受能力增强。当场强超过阈值后裂解过程会在场强作用下形成正反馈并加速裂解,此时PET的热裂解和电裂解会相互促进,从而加速PET的老化进程。（3）建立 PET/BN 和 PET/A1N 不同掺杂浓度的（1wt%、3wt%、5wt%、7wt%、10wt%、13wt%）的聚酯薄膜复合材料粗粒化模型,在相同条件下模拟其导热性能。结果表明,掺杂了纳米氮化硼和纳米氮化铝的聚酯薄膜复合材料导热性能均有所提高,其导热系数随掺杂浓度变化趋势均呈现快速上升。在纳米粒子含量较低（1wt%、3wt%）时,不同的纳米粒对复合材料的导热性能影响区别不大,且提升效果不明显:提高纳米粒子浓度后,纳米粒子本身的热导率越高,与其混合的复合模型的热导率就会越高。在高掺杂浓度下,掺杂了纳米AlN的复合材料在提升效果上更为明显。本文所采用的分子模拟主要围绕微观层面和介观层面,在传统分子模拟单一的微观维度的基础上更近了一步。通过从微观角度探究PET电热作用下的裂解过程的反应机理及产物对老化过程的影响,进而将分子模型粗粒化,研究了 PET复合材料模型的导热性能。使用粗粒化力场同时结合电热裂解模拟结果和PET复合材料所得结果,使模拟结果更还原实际运行时的情况,实现多尺度贯通的计算机模拟研究,为直流GIL绝缘子纳米复合涂层材料的相关性质更深入的研究以及进一步优化改性打下基础。
刘世雄[6]（2020）在《超临界CO2辅助微孔注塑成型模拟优化研究》文中认为当今世界化石原料日益短缺,引起塑料原料成本增加,对于塑料产品需求日益高涨。其中微孔发泡塑料具有质轻、省料、高抗冲击性能、高抗断裂性能、高比强度、隔音阻热等优点,在汽车、建筑和医学等领域有广泛应用。而国内微孔发泡注塑成型技术尚不成熟,有待继续提高。鉴于设备研发和实验研究的局限性,本课题借助仿真模拟技术研究微孔发泡注塑的发泡机理和泡孔分布规律,分析成型工艺参数对微孔发泡注塑成型产品质量的影响,为其在实际中的应用提供理论依据及参考。本文为实现一种新颖的含气TPU颗粒和微孔注塑成型技术相结合的方案,设计了一种超临界CO2预发泡装置。首先对装置的关键参数及结构进行设计和研究,之后对压力容器进行安全可靠性分析,并进行优化设计,得到在满足目标参数条件下的最小值,以达到节约材料和经济合理的目的。利用Moldflow仿真软件建立微孔发泡注塑成型模型,并对充填和保压过程进行模拟研究。结果表明填充过程中随着压力的增加,熔体射出重量的增长速率呈现先快速增长后缓慢增长的趋势,保压过程中随着时间的增加,压力逐渐下降。微孔注射成型工艺参数对泡孔结构有重要影响,通过软件模拟来分析工艺参数对泡孔半径的影响。结果表明模具温度对泡孔分布有一定影响,且随着离浇口位置的增加,泡孔半径呈现小范围的增长。而熔体温度对泡孔半径有明显影响,泡孔半径随着熔体温度的增长而变大,且在中心位置附近增长速率较快。泡孔半径随着超临界流体CO2含量的增大,呈现先减小后增加的趋势,并且下降过程比较平稳。充填体积对于泡孔半径的影响也较为明显,泡孔半径随着填充体积的增加而增大,距离中心位置越远泡孔半径越大。在模拟分析过程中,对微孔发泡成型中存在的潜在缺陷进行预测,发现有两条明显熔接线痕,且存在较多气穴。通过正交实验优化设计得到最优工艺参数组合。实验以熔接痕、气穴和残余应力为实验指标,模具温度、熔体温度和注射时间为因素,对正交模拟实验结果进行极差分析,分析出三因素对微孔注塑制品缺陷的影响程度,得到优化的最优成型工艺参数组合。使用最佳工艺参数组合模拟后的结果表明,熔接痕质量提高、气穴和残余应力显着降低。
赵达峰[7]（2020）在《显示器后壳结构特征与成型缺陷的研究》文中认为随着塑料工业的不断发展与进步,塑料制品在人们的生活中占的比重越来越大,人们对塑件的性能和外观要求也越来越高。在这其中,显示器后壳更是以其质量轻、耐热性好、表面光泽性好等优点得到越来越广泛的应用。注塑成型是显示器后壳最主要的加工方式,而注塑件在注塑加工过程中翘曲变形等缺陷对注塑件的质量和使用性能有非常大的影响。目前国内外对注塑后壳的结构特征所引起的翘曲变形的研究十分有限,大部分只针对工艺等方面对注塑件缺陷进行研究,为此具有一定的局限性。基于此,本文选择包含多个通用特征的相似零件显示器后壳,来研究它的结构特征与翘曲变形之间的关系。以成组技术为理论,通过对注塑显示器后壳的结构和性能进行分析,选取了典型的壳类注塑件显示器后壳作为研究对象。通过对其结构特征进行分析,提取尺寸、按键、底座、散热装置和连接孔作为研究对象,建立了结构特征不同的后壳模型,基于Moldflow对每个模型建立同样的浇注系统和冷却系统,通过对塑料原料进行比较确定了后壳注塑材料为ABS,并运用正交试验等方法得到最佳工艺参数组合,并对每个特征模型进行流动分析和冷却分析。运用Moldflow模拟软件中的翘曲分析模块对含有不同特征参数的后壳模型进行翘曲分析,研究显示器后壳结构特征与其翘曲变形之间的关系。用Origin9.1建立不同结构特征参数与最大翘曲变形之间的关系曲线。并根据曲线类型选取合适拟合工具对数据进行拟合,得到结构参数与最大翘曲变形量的数学表达式,并对运用数学关系式得出的计算结果与仿真结果进行比较,结果表明仿真结果和计算结果非常接近,进而表明数学模型的合理性。本文为显示器后壳的结构设计提供了基本的数学模型,并对注塑后壳的研究提供一定的新思路。
刘安林[8]（2019）在《基于Kriging-GA的汽车昼行灯光导注塑工艺参数多目标优化与模具设计》文中进行了进一步梳理随着生活质量的不断提高,人们对产品的使用性能和外观要求也越来越高,传统地依靠经验的生产方式很难满足结构复杂的产品的开发需求。计算机技术的迅猛发展,推动了CAE技术不断革新。在工业生产中,引入CAE技术,有利于预测和改善生产中存在的缺陷和问题,可提高生产效率,降低生产成本。本文以某汽车昼行灯光导为研究对象,借助CAE软件模拟预测,采用CAD软件对塑件初步分析并进行模具设计,利用现代优化算法,对注塑成型工艺参数进行研究。本文主要研究内容如下:首先简单介绍了车灯的发展历程、汽车昼行灯光导相关知识及车灯成型技术。论述了注塑成型CAE理论基础及常用的CAE软件。将CAD软件UG与CAE软件Moldflow相结合,模拟注塑成型过程,分析成型特点,设计了一套具有冷流道和热流道结合的浇注系统、双推板二次顶出机构及摆杆式先复位机构的汽车昼行灯光导注塑模具。然后以注射时间、模具温度、熔体温度、保压压力、保压时间和冷却时间六个因素为设计变量,以翘曲和体积收缩率两个指标为目标函数,基于最优拉丁超立方进行试验设计并建立了Kriging模型,分析了各工艺参数对体积收缩率和翘曲变形的影响规律。最后为了提高汽车昼行灯光导的注塑成型质量,分别基于NCGA和NSGA-II进行了多目标工艺参数优化,得到了较为合理的工艺参数组合使翘曲变形和体积收缩率均满足生产需求。对比发现,两种优化算法所得工艺参数组合相同,即注射时间为1.2s、模具温度为98℃、熔体温度为301℃、保压压力为注射压力的65%、保压时间为12s和冷却时间为20s。经NSGA-II优化所得翘曲值和体积收缩率分别为1.662mm和11.66%,经NCGA优化所得翘曲值和体积收缩率分别为1.599mm和11.58%。利用Moldflow模拟验证NCGA优化结果和NSGA-II优化结果,相对误差均小于5%。基于以上最佳工艺参数进行实际生产验证发现,NCGA优化结果与实际生产值更接近,因此NCGA优化方法更准确。以上表明:通过多目标优化所得工艺参数组合较为合理,采用遗传算法多目标优化理论对寻求最佳注塑工艺参数组合具有指导意义,给实际生产提供便利,可提高塑件的成型质量,缩短产品开发周期。
袁英[9]（2019）在《一次性饭盒薄壁塑件成型模拟分析》文中研究指明为满足用户对塑料产品轻、薄、短、小的体验需求,近年来,薄壁注塑成型技术得到越来越多的关注与研究。薄壁化可以减小制品尺寸,减轻重量,节省材料,压缩成本。但薄壁化也使塑料产品的成型变得极为困难,经常出现短射、残余应力过大及翘曲变形过大等缺陷,质量难以保证。本文采用Moldflow软件对超薄饭盒盖的注塑成型进行CAE分析,研究其成型特性,通过各种手段解决短射及熔接痕缺陷,优化翘曲变形量,保证超薄饭盒盖的成型质量,为实际生产提供指导。主要作了以下研究:1)使用Moldflow软件对四种不同材料（PP、PP+PE、PS、HIPS）的饭盒盖,在三种厚度（0.5mm、0.3mm、0.2mm）下进行填充模拟分析。采用单因素法分析不同材料的饭盒盖,随着产品厚度的改变,模具温度、注射速率、熔体温度和注射压力四个工艺参数对填充率的影响规律,解释其中道理得出结论,并分析出成型0.2mm厚饭盒盖的相对最优材料为PP。2)对采用PP材料的0.2mm厚饭盒盖的注射成型进行优化,解决成型缺陷,验证0.2mm厚饭盒盖注射成型的可行性。通过提高注射速率、模具温度及熔体温度、调整浇口数量及位置的方法,在尽可能减小最大注射压力的情况下,解决了0.2mm厚饭盒盖注射时的短射问题;并采用热流道时序控制方法消除了熔接痕;采用两段保压方式使翘曲变形量从11.19mm下降到1.949mm,效果明显。3)针对0.2mm厚超薄饭盒盖在常规注塑中进行成型优化后注射压力及翘曲变形量仍然较大的问题,将快速热循环技术应用于超薄饭盒盖注塑成型,使注射压力从195MPa下降到153MPa,翘曲变形量从1.949mm下降到0.8448mm。4)在0.2mm厚超薄饭盒盖采用快速热循环技术注塑成型下,基于两段保压方式,进行了一个五因素四水平的正交实验,发现各工艺参数对翘曲变形的影响程度由大到小的排序是:模具温度>保压时间1>熔体温度>保压压力2>保压压力1。并分析得出了最佳工艺参数组合A3B2C3D2E4,即第一段保压压力168MPa、第一段保压时间1s,第二段保压压力92 MPa,模具温度140℃,熔体温度280℃。利用此最佳组合方案,重新进行翘曲分析,结果为0.6345mm,比未进行正交实验前的最小翘曲量0.8448mm,小了0.2103mm。
高冲[10]（2018）在《挤出吹塑注水管型坯壁厚优化及收缩率研究》文中认为随着汽车轻量化理念的逐渐普及,人们对汽车零件重量和质量的要求越来越高。材料科学的发展使工程塑料的某些力学性能已接近甚至超过了部分金属材料,所以用塑料替代金属已成为趋势。吹塑成型作为一种低成本、效率高、生产过程稳定的塑料成型加工方法,现已成为第三种最常用的塑料加工方法,同时也是发展最快的塑料成型方法,吹塑制品已广泛用于航空航天、汽车工业、医疗健康、食品包装等诸多领域中。相比于传统的桶类、瓶类制品的吹塑工艺,当结构复杂、特征众多、质量要求严格的零件采用吹塑生产时,受材料、生产设备和吹塑工艺的影响,吹塑制品往往会出现制品壁厚分布不均匀、制件因收缩造成的尺寸超差等问题,不仅延长了生产周期、提高了生产成本、降低了生产效率,而且影响制件的使用性能。因此,急需采用新的工具和手段对挤出吹塑成型过程进行全面控制来解决吹塑成型缺陷。本课题来源于上海龙达塑料科技股份有限公司,研究对象为汽车风窗清洗用注水管。注水管材料为HDPE5502,采用挤出吹塑成型工艺。该注水管不但结构复杂,而且对制件壁厚、配合面的尺寸公差、切割面的平面度均有较高要求。对于注水管挤出吹塑成型,应严格控制型坯的挤出工艺以保证注水管制件的壁厚均匀性;型坯在模具中被压缩气体吹胀贴合模具型腔表面后,保压时间和冷却时间影响制件的尺寸收缩,所以设置合理的开模时间对制件的合格率具有关键影响。基于POLYFLOW数值分析软件,对注水管型坯在挤出过程中的关键因素进行分析,得到了型坯温度、入口流量和口模壁面摩擦系数对型坯挤出胀大和型坯质量的影响规律,分析结果表明:当型坯温度为170℃,180℃和190℃时,温度对挤出胀大的影响不明显,随着入口流量的增加,型坯挤出胀大比减小,但是剪切速率显着提高,口模表面摩擦系数较小时对挤出胀大比和剪切速率的影响较小,当摩擦系数超过1×105时,挤出胀大比和剪切速率均迅速增加,型坯下端发生翻卷,影响型坯质量。基于逆向优化思想,将挤出的型坯作为注水管吹塑成型的初始型坯,以制件壁厚为优化目标,对型坯的壁厚进行迭代优化。经4次迭代计算后,注水管壁厚趋近壁厚目标值,且壁厚分布均匀,将最终的型坯壁厚曲线输入挤出机壁厚控制系统中,作为实际注水管生产壁厚控制参数。基于CFD流固传热耦合方法,结合实际生产过程,考虑内冷却与外冷却对制件收缩变形的影响,对注水管在模具中的冷却过程进行模拟分析,得到冷却50s内制件的收缩变形量随时间的变化曲线,结果表明:冷却时间越长,注水管尺寸收缩越小,但是生产周期延长,生产效率降低。通过对注水管进行实际试模生产验证,采用优化后的型坯壁厚曲线可以获得壁厚分布均匀的注水管吹塑件,根据冷却收缩曲线设定冷却时间为20s,注水管收缩后的尺寸满足技术要求。
二、计算机模拟技术在聚合物成型中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、计算机模拟技术在聚合物成型中的应用（论文提纲范文）
（1）动态条件下超临界CO2在聚合物熔体中溶解实验与模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 超临界CO_2在聚合物成型中的应用 |
| 1.4 超临界CO_2的溶解对聚合物成型的影响 |
| 1.5 国内外研究现状 |
| 1.5.1 超临界CO_2在聚合物中溶解实验研究 |
| 1.5.2 超临界CO_2在聚合物中溶解计算模型研究 |
| 1.5.3 超临界CO_2在聚合物中溶解模拟研究 |
| 1.6 研究现状分析 |
| 1.7 研究内容与技术路线图 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 研究技术路线图 |
| 1.8 论文组织结构 |
| 1.9 本章小结 |
| 第2章 超临界CO2 在聚合物中溶解的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 流体力学基本控制方程 |
| 2.2.1 质量守恒方程 |
| 2.2.2 动量守恒方程 |
| 2.2.3 能量守恒方程 |
| 2.3 吸附动力学方程 |
| 2.3.1 吸附的原因 |
| 2.3.2 吸附的分类 |
| 2.3.3 吸附等温方程 |
| 2.3.4 常见的吸附曲线 |
| 2.4 溶解计算模型 |
| 2.5 扩散速率 |
| 2.6 聚合物的溶胀 |
| 2.7 粘度模型 |
| 2.7.1 Power Law模型 |
| 2.7.2 Carreau模型 |
| 2.7.3 Cross-WLF模型 |
| 2.7.4 Bingham模型 |
| 2.7.5 Herschel-Bulkley模型 |
| 2.8 状态方程 |
| 2.8.1 单域Spencer-Gilmore状态方程 |
| 2.8.2 双域Tait状态方程 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 静态条件下超临界CO_2在PS中的溶解机理及实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 吸附—扩散溶解理论分析 |
| 3.2.1 界面吸附机理 |
| 3.2.2 界面传质(扩散)机理 |
| 3.3 实验原理 |
| 3.4 实验装置 |
| 3.4.1 实验装置主体 |
| 3.4.2 加热系统 |
| 3.4.3 增压系统 |
| 3.4.4 混合搅拌系统 |
| 3.4.5 测量系统 |
| 3.4.6 数据采集系统 |
| 3.5 实验材料及实验流程 |
| 3.5.1 实验材料 |
| 3.5.2 实验流程 |
| 3.6 结果分析 |
| 3.6.1 溶解量 |
| 3.6.2 溶解度 |
| 3.6.3 溶解速率 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 超临界CO_2在PS中扩散系数的实验与溶解模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验装置和方法 |
| 4.2.3 扩散系数的测定 |
| 4.3 扩散系数的影响因素 |
| 4.3.1 分子量对扩散系数的影响 |
| 4.3.2 温度和压力对扩散系数的影响 |
| 4.3.3 溶解量对扩散系数的影响 |
| 4.4 模拟算例 |
| 4.4.1 模型建立 |
| 4.4.2 扩散模型 |
| 4.4.3 设置材料属性 |
| 4.4.4 初始条件与边界条件 |
| 4.4.5 创建网格 |
| 4.4.6 后处理 |
| 4.5 验证与讨论 |
| 4.5.1 溶解量 |
| 4.5.2 溶解速率 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 剪切对超临界CO_2在聚合物中溶解影响的数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元模拟 |
| 5.2.1 基本假设 |
| 5.2.2 几何模型 |
| 5.2.3 控制方程 |
| 5.2.4 初始条件与边界条件 |
| 5.2.5 材料模型与参数 |
| 5.2.6 创建网格 |
| 5.2.7 后处理 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 溶解量 |
| 5.3.2 溶解速率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 搅拌对超临界CO_2在聚合物中溶解影响的数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 直线式销钉搅拌条件下的溶解模拟 |
| 6.2.1 几何模型 |
| 6.2.2 创建网格 |
| 6.2.3 结果与讨论 |
| 6.3 弯曲式销钉搅拌条件下的溶解模拟 |
| 6.3.1 几何模型 |
| 6.3.2 创建网格 |
| 6.3.3 结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 主要结论 |
| 7.3 主要创新点 |
| 7.4 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）含能材料单螺杆压伸过程仿真模拟研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 含能材料概述 |
| 1.2 含能材料压伸成型技术研究进展 |
| 1.2.1 单螺杆挤出成型技术 |
| 1.2.2 双螺杆挤出成型技术 |
| 1.2.3 含能材料新型加工技术研究进展 |
| 1.3 含能材料螺压加工基础与安全技术 |
| 1.3.1 含能材料螺压成型理论研究进展 |
| 1.3.2 含能材料流变特性 |
| 1.3.3 安全加工技术 |
| 1.4 单螺杆挤出过程的数值模拟技术研究进展 |
| 1.4.1 VEL软件数值模拟研究进展 |
| 1.4.2 含能材料单螺杆成型数值模拟研究进展 |
| 1.5 论文选题的目的与意义 |
| 1.6 研究内容 |
| 1.7 本课题的创新之处 |
| 第二章 含能材料单螺杆压伸成型过程理论基础 |
| 2.1 固体输送段理论基础 |
| 2.1.1 物理模型 |
| 2.1.2 数学模型 |
| 2.1.2.1 基本假设 |
| 2.1.2.2 正位移输送边界条件 |
| 2.1.2.3 运动学分析与压力计算 |
| 2.2 压缩段理论基础 |
| 2.2.1 物理模型 |
| 2.2.2 数学模型 |
| 2.2.2.1 基本假设 |
| 2.2.2.2 熔融区域计算 |
| 2.2.2.3 温度分布 |
| 2.3 均化段理论基础 |
| 2.3.1 物理模型 |
| 2.3.2 数学模型 |
| 2.3.2.1 基本假设与控制方程 |
| 2.3.2.2 避免周向剪切的边界条件 |
| 2.3.2.3 流速与产量计算 |
| 2.3.3 本构方程的选择 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 含能材料单螺杆压伸全过程模拟仿真分析 |
| 3.1 运用软件及分析方法 |
| 3.1.1 VEL软件主要模块介绍 |
| 3.1.1.1 材料库模块 |
| 3.1.1.2 挤出机模块 |
| 3.1.1.3 3D-FEM模块 |
| 3.1.1.4 各种模具计算模块 |
| 3.1.2 VEL软件分析步骤 |
| 3.1.2.1 挤出机模块分析步骤 |
| 3.1.2.2 3D-FEM模块分析步骤 |
| 3.1.3 POLYFLOW软件分析步骤 |
| 3.2 改性双基推进剂单螺杆压伸全过程模拟仿真研究 |
| 3.2.1 典型改性双基推进剂材料流变模型 |
| 3.2.2 挤出机模块建模与工艺条件设置 |
| 3.2.3 网格划分及边界条件的确定 |
| 3.2.4 机筒螺杆内场量分布情况 |
| 3.2.4.0 固体床曲线 |
| 3.2.4.1 速度场分布 |
| 3.2.4.2 压力场分布 |
| 3.2.4.3 温度场分布 |
| 3.2.4.4 剪切应力和剪切速率分布 |
| 3.2.4.5 停留时间分布 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 工艺及螺杆结构对压伸过程的影响 |
| 4.1 螺杆转速对压伸过程的影响 |
| 4.1.1 螺杆转速对挤出速度的影响 |
| 4.1.2 螺杆转速对剪切速率的影响 |
| 4.1.3 螺杆转速对物料温度的影响 |
| 4.1.4 螺杆转速对挤出压力的影响 |
| 4.2 螺杆温度对压伸过程的影响 |
| 4.2.1 螺杆温度对挤出速度的影响 |
| 4.2.2 螺杆温度对剪切应力的影响 |
| 4.2.3 螺杆温度对物料温度的影响 |
| 4.2.4 螺杆温度对挤出压力的影响 |
| 4.3 螺杆压缩比对压伸过程的影响 |
| 4.3.1 螺杆压缩比对挤出速度的影响 |
| 4.3.2 螺杆压缩比对物料剪切的影响 |
| 4.3.3 螺杆压缩比对物料温度的影响 |
| 4.3.4 螺杆压缩比对挤出压力的影响 |
| 4.4 螺杆螺距对压伸过程的影响 |
| 4.4.1 螺距对挤出速度的影响 |
| 4.4.2 螺距对剪切速率的影响 |
| 4.4.3 螺距对物料温度的影响 |
| 4.4.4 螺距对挤出压力的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 成型模具流道模拟仿真研究 |
| 5.1 网格划分与边界条件设置 |
| 5.2 仿真结果分析 |
| 5.2.1 3D-FEM模块仿真结果分析 |
| 5.2.2 POLYFLOW仿真结果分析 |
| 5.3 工艺及模具参数对流场参数的影响 |
| 5.3.1 模具温度对流场参数的影响 |
| 5.3.1.1 模具温度对物料温度的影响 |
| 5.3.1.2 模具温度对挤出速度的影响 |
| 5.3.1.3 模具温度对剪切应力的影响 |
| 5.3.1.4 模具温度对成型压力的影响 |
| 5.3.2 模具收缩角对流场参数的影响 |
| 5.3.2.1 收缩角对物料温度的影响 |
| 5.3.2.2 收缩角对挤出速度的影响 |
| 5.3.2.3 收缩角对剪切应力的影响 |
| 5.3.2.4 收缩角对成型压力的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（3）聚合物/纳米颗粒接枝嵌段聚合物复合材料的计算机模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号列表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 聚合物/纳米颗粒复合材料的分子动力学模拟研究进展 |
| 1.2.1 计算机模拟技术 |
| 1.2.2 聚合物纳米复合材料分散机理与计算机模拟技术的结合 |
| 1.2.3 分子动力学模拟对于纳米尺度/微观尺度结构的研究进展 |
| 1.2.4 聚合物纳米复合材料结构-性能关系的计算机模拟 |
| 1.2.5 纳米补强颗粒接枝高分子聚合物链的自组装行为 |
| 1.2.6 嵌段聚合物(Block Copolymer)接枝填料的分子动力学计算机模拟研究 |
| 1.3 本论文科研内容 |
| 1.4 论文的创新点 |
| 第二章 常用计算机模拟方法与应用 |
| 2.1 常用模拟方法 |
| 2.1.1 分子动力学模拟 |
| 2.1.2 粗粒度分子动力学模拟 |
| 2.2 粗粒度模拟在聚合物材料领域的应用 |
| 第三章 纳米颗粒接枝两亲性嵌段聚合物复合材料在均聚物本体中的自组装结构分子动力学模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 课题模型的构建以及模拟参数的设定 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 接枝密度对二嵌段聚合物化学修饰的复合材料自组装结构的影响 |
| 3.3.2 核壳自组装结构对于材料机械性能的影响 |
| 3.3.3 接枝嵌段聚合物链A、B段组分比例对复合材料自组装结构的影响 |
| 3.3.4 化学键合的嵌段聚合物链部分链段的刚性对于自组装结构的影响 |
| 3.3.5 接枝链刚柔性对于复合材料的力学性能的影响 |
| 第四章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（4）微结构玻璃元件超声振动模压成型机理与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理符号含义对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 微结构玻璃元件特点及应用 |
| 1.1.2 玻璃微制造方法与技术趋势 |
| 1.1.3 研究意义与研究目标 |
| 1.2 无机玻璃微制造相关技术研究现状 |
| 1.2.1 玻璃机械微加工技术 |
| 1.2.2 玻璃高能束加工技术 |
| 1.2.3 玻璃微刻蚀加工技术 |
| 1.2.4 玻璃增材微制造技术 |
| 1.2.5 玻璃微热塑成型技术 |
| 1.2.6 技术对比与总结 |
| 1.3 微结构玻璃元件模压相关技术研究进展 |
| 1.3.1 常规玻璃模压技术现状与变革 |
| 1.3.2 超声振动模压技术研究进展 |
| 1.3.3 超声振动模压存在的关键问题 |
| 1.4 论文研究内容与结构 |
| 1.4.1 研究内容与技术路线 |
| 1.4.2 研究主要工作安排 |
| 第2章 玻璃热粘弹性理论分析与测试表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 低转化点光学玻璃特点及测试指标 |
| 2.3 玻璃初始模量脉冲激振测试 |
| 2.3.1 脉冲激振测试原理及方法 |
| 2.3.2 玻璃脉冲激振测试过程 |
| 2.3.3 脉冲激振测试结果与讨论 |
| 2.4 低摩擦扰动的玻璃蠕变测试新方法 |
| 2.4.1 界面摩擦系数量化方法 |
| 2.4.2 应力修正与热粘弹性表征方法 |
| 2.4.3 玻璃高温压缩蠕变测试过程 |
| 2.4.4 界面摩擦量化结果与讨论 |
| 2.4.5 玻璃粘弹性计算结果与讨论 |
| 2.4.6 玻璃热流变特性测试分析 |
| 2.5 玻璃结构松弛特性测试表征 |
| 2.5.1 玻璃热膨胀测试与分析 |
| 2.5.2 玻璃比热容测试与分析 |
| 2.5.3 玻璃结构松弛特性解析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 玻璃粘弹性特性与微成型性能数值分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 玻璃蠕变与结构松弛特性数值分析 |
| 3.2.1 玻璃压缩蠕变有限元模拟 |
| 3.2.2 粘弹性模型精度对比分析 |
| 3.2.3 玻璃退火过程有限元模拟 |
| 3.3 微结构常规热压成型数值模拟分析 |
| 3.4 微结构超声振动热压数值模拟分析 |
| 3.4.1 玻璃动态热粘弹性理论模型 |
| 3.4.2 热力耦合数值模拟与分析 |
| 3.5 玻璃微结构成型性能对比分析 |
| 3.5.1 玻璃热压后的成型应力对比 |
| 3.5.2 玻璃流变特征和微充型率对比 |
| 3.5.3 玻璃微成型性能改善机制理论分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 超声振动玻璃模压装置开发与性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超声振动玻璃模压整体方案 |
| 4.3 超声振动系统设计分析 |
| 4.3.1 压电陶瓷换能器设计 |
| 4.3.2 超声变幅杆理论设计 |
| 4.3.3 超声振子谐振特性数值分析 |
| 4.4 红外加热系统设计分析 |
| 4.4.1 加热方案对比分析 |
| 4.4.2 加热特性测试分析 |
| 4.5 伺服电缸加载系统设计分析 |
| 4.5.1 加载系统方案确定 |
| 4.5.2 加载系统刚度测试分析 |
| 4.6 超声振动玻璃模压装置性能参数 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 超声变幅杆高温频移表征与系统调谐 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超声变幅杆谐振特性理论解析 |
| 5.2.1 变幅杆常温谐振特征方程 |
| 5.2.2 变幅杆热扰动谐振特征方程 |
| 5.3 变幅杆高温模态数值求解与优化 |
| 5.3.1 变幅杆高温模态有限元分析 |
| 5.3.2 变幅杆高温频率衰减特性 |
| 5.3.3 考虑高温调谐的变幅杆优化设计 |
| 5.4 高温负载下变幅杆谐振频率测试分析 |
| 5.4.1 变幅杆高温谐振频率原位测定 |
| 5.4.2 变幅杆适用温度范围分析 |
| 5.4.3 外加负载对谐振频率的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 玻璃微结构超声振动模压基础工艺研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 常规/超声振动玻璃微充型对比试验 |
| 6.2.1 玻璃微充型对比试验方案 |
| 6.2.2 玻璃微充型对比试验参数 |
| 6.3 超声振动玻璃微成型性能综合评估 |
| 6.3.1 超声振动对模压力的影响 |
| 6.3.2 超声振动对充型时间的影响 |
| 6.3.3 超声振动对玻璃微充型深度的影响 |
| 6.4 玻璃微成型性能改善机制实验分析 |
| 6.4.1 超声振动非均匀热软化效应 |
| 6.4.2 超声振动界面减摩效应 |
| 6.4.3 热软化效应和减摩效应对比分析 |
| 6.5 玻璃微阵列超声振动模压成型工艺验证 |
| 6.5.1 硬质合金微结构模具制备 |
| 6.5.2 玻璃微阵列超声振动模压成型 |
| 6.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 附录 B 攻读博士学位期间所申请的专利 |
| 附录 C 攻读博士学位期间参与项目 |
（5）直流GIL绝缘子聚酯纳米复合涂层电热性能的分子动力学模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状与进展 |
| 1.2.1 涂层在直流GIL绝缘子中的应用 |
| 1.2.2 分子模拟在聚合物研究中的应用 |
| 1.2.3 纳米复合材料性能提升的研究进展 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 分子动力学模拟基本理论及计算方法 |
| 2.1 分子模拟技术 |
| 2.2 ReaxFF反应分子动力学 |
| 2.2.1 键级函数 |
| 2.2.2 势能函数 |
| 2.2.3 边界条件 |
| 2.3 粗粒化分子动力学方法 |
| 2.3.1 普适粗粒化模型 |
| 2.3.2 系统粗粒化模型 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 PET电热联合裂解反应的ReaxFF模拟 |
| 3.1 PET分子模型的构建 |
| 3.2 电热裂解阶段规律分析 |
| 3.2.1 主要热解产物生成机理及影响 |
| 3.2.2 聚合度对高场强下裂解结果影响 |
| 3.3 电热联合作用下绝缘失效的微观机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 PET纳米复合材料性能的粗粒化分子动力学模拟 |
| 4.1 粗粒化模型的构建 |
| 4.2 热导率的计算 |
| 4.3 导热性能提升效果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）超临界CO2辅助微孔注塑成型模拟优化研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1. 引言 |
| 1.2. 微孔材料加工技术 |
| 1.2.1. 间歇发泡 |
| 1.2.2. 挤出发泡 |
| 1.2.3. 注塑发泡 |
| 1.3. 超临界流体技术 |
| 1.3.1. 超临界流体技术特点 |
| 1.3.2. 超临界二氧化碳在聚合物发泡中的应用 |
| 1.4. 热塑性聚氨脂(TPU)简介 |
| 1.5. 热塑性聚氨脂微孔发泡材料研究现状 |
| 1.6. 本文的研究内容与意义 |
| 第2章. TPU微发泡成型机理研究 |
| 2.1 不同形貌的发泡材料 |
| 2.2 气体/聚合物均相体系形成 |
| 2.3 气泡成核 |
| 2.3.1 均相成核与剪切成核 |
| 2.3.2 异相成核 |
| 2.3.3 空穴异相成核 |
| 2.3.4 混合成核 |
| 2.4 气泡长大 |
| 2.4.1 动态长大方程 |
| 2.4.2 宏观流动 |
| 2.5 气泡定型 |
| 2.5.1 泡孔合并 |
| 2.5.2 泡孔破裂与塌陷 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章. 微孔发泡的设备研究 |
| 3.1. 整体设备方案 |
| 3.2. 超临界二氧化碳高压渗透装置 |
| 3.2.1. 超临界二氧化碳高压渗透整体结构 |
| 3.2.2. 设计要求 |
| 3.2.3. 超临界流体渗透釜设计 |
| 3.2.4. 超临界CO_2高压渗透釜的有限元分析及其结构优化 |
| 3.2.5. 超临界二氧化碳高压渗透釜法兰连接密封 |
| 3.2.6. 压力容器开孔结构的等面积法补强计算 |
| 3.2.7. 加热系统的设计 |
| 3.2.8. 电加热功率计算 |
| 3.3. 本章小结 |
| 第4章. 微孔注射成型工艺的模拟 |
| 4.1. Moldflow模拟分析软件 |
| 4.2. 微孔注射成型主要分析步骤 |
| 4.3. 分析前置处理 |
| 4.3.1 模型建立 |
| 4.3.2 网格划分 |
| 4.3.3 浇注口位置 |
| 4.3.4 实验点的选取 |
| 4.3.5 材料选择 |
| 4.4. 结果与分析 |
| 4.4.1 充填时间和流动前沿温度分析 |
| 4.4.2 射出重量分析 |
| 4.4.3 注射位置处压力分析 |
| 4.5. 微孔注射成型工艺参数对泡孔结构的影响 |
| 4.5.1 模具温度 |
| 4.5.2 熔体温度 |
| 4.5.3 注射时间 |
| 4.5.4 气体浓度 |
| 4.5.5 充填体积 |
| 4.6. 本章小结 |
| 第5章 塑料微孔注射制品缺陷与分析优化 |
| 5.1 常见制品缺陷和原因分析 |
| 5.1.1 常见缺陷 |
| 5.1.2 制品缺陷及改善 |
| 5.2 制品缺陷预测的CAE分析 |
| 5.2.1 熔接痕分析 |
| 5.2.2 气穴 |
| 5.2.3 缩痕分析 |
| 5.2.4 残余应力 |
| 5.3 方案优化 |
| 5.3.1 正交试验的设计 |
| 5.3.2 均值和极差分析 |
| 5.3.3 优化后的结果预测 |
| 5.3.4 最佳成型工艺参数的模拟验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1. 本文结论 |
| 6.2. 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 导师及作者简介 |
| 专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（7）显示器后壳结构特征与成型缺陷的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 注塑成型制品缺陷及技术研究现状 |
| 1.2.2 壳体注塑成型研究现状 |
| 1.2.3 成组技术的研究现状 |
| 1.3 课题研究内容与所用方法 |
| 第二章 注塑成型理论基础及数值模拟 |
| 2.1 注塑成型CAE数学理论 |
| 2.1.1 充模过程的数学理论 |
| 2.1.2 保压过程的数学理论 |
| 2.1.3 冷却过程的数学理论 |
| 2.2 注塑成型基本理论知识 |
| 2.3 翘曲变形理论 |
| 2.3.1 翘曲变形CAE基础理论知识 |
| 2.3.2 翘曲变形在Moldflow中的实现 |
| 2.4 工艺参数对塑件质量的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 注塑显示器后壳模型的建立 |
| 3.1 成组技术在注塑成型的应用 |
| 3.1.1 成组技术的研究 |
| 3.1.2 特征造型技术及参数化设计在注塑成型中的应用 |
| 3.2 不同种类的显示器壳体模型分析 |
| 3.3 注塑显示器壳体共性结构特征提取 |
| 3.4 基于特征的显示器壳体几何模型的建立 |
| 3.4.1 不同尺寸和不同底座模型的建立 |
| 3.4.2 不同按键和连接孔模型的建立 |
| 3.4.3 不同散热装置模型的建立 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 显示器后壳结构特征与翘曲变形的关系 |
| 4.1 总体设计方案的确立 |
| 4.2 后壳注塑工艺条件的确定 |
| 4.2.1 材料的选择 |
| 4.2.2 正交试验的设计 |
| 4.2.3 最佳工艺参数的确立 |
| 4.3 成型工艺参数的权重分析 |
| 4.3.1 正交试验综合结果分析 |
| 4.3.2 最佳工艺参数适用性验证 |
| 4.3.3 工艺参数的变化对翘曲的影响规律 |
| 4.4 浇注系统和冷却系统的建立 |
| 4.5 有效性验证 |
| 4.5.1 流动分析 |
| 4.5.2 冷却分析 |
| 4.6 不同结构特征对翘曲变形的影响 |
| 4.6.1 尺寸和底座对翘曲变形的影响 |
| 4.6.2 按键和连接孔对翘曲变形的影响 |
| 4.6.3 散热装置对翘曲变形的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于Matlab的数据拟合 |
| 5.1 最小二乘方法拟合原理 |
| 5.2 拟合方法的选择 |
| 5.3 数学模型的构建 |
| 5.3.1 尺寸和底座特征数学模型的构建 |
| 5.3.2 按键、连接孔和散热装置特征数学模型的构建 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究的主要工作 |
| 6.2 主要结论 |
| 6.3 存在的不足 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 硕士阶段发表的论文、专利 |
（8）基于Kriging-GA的汽车昼行灯光导注塑工艺参数多目标优化与模具设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 车灯发展历程 |
| 1.2 汽车昼行灯光导 |
| 1.3 车灯注塑成型技术简介 |
| 1.3.1 车灯结构及材料 |
| 1.3.2 车灯注塑成型设备 |
| 1.3.3 车灯成型工艺 |
| 1.3.4 车灯成型缺陷 |
| 1.4 国内外注塑成型缺陷研究进展 |
| 1.4.1 注塑成型收缩、翘曲研究进展 |
| 1.4.2 注塑成型其他缺陷研究进展 |
| 1.5 研究背景和意义 |
| 1.5.1 研究背景 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 1.6 研究内容 |
| 第2章 注塑成型CAE理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 注塑成型CAE技术 |
| 2.3 流变学理论基础 |
| 2.4 注塑成型理论基础 |
| 2.4.1 填充阶段 |
| 2.4.2 保压阶段 |
| 2.4.3 冷却阶段 |
| 2.5 翘曲CAE模型及其理论 |
| 2.6 收缩CAE模型及其理论 |
| 2.7 注塑成型CAE软件介绍 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 汽车昼行灯光导注塑模具设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模具设计流程 |
| 3.3 塑件结构及成型工艺性分析 |
| 3.4 模具结构设计 |
| 3.4.1 浇注系统设计 |
| 3.4.2 CAE验证分析 |
| 3.4.3 成型零部件设计 |
| 3.4.4 脱模机构的设计 |
| 3.4.5 导向定位系统的设计 |
| 3.4.6 冷却系统的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于Kriging模型的汽车昼行灯光导注塑工艺参数优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设计 |
| 4.2.1 设计变量 |
| 4.2.2 目标函数 |
| 4.2.3 试验原理及结果 |
| 4.3 Kriging模型的建立与分析 |
| 4.3.1 Kriging模型原理 |
| 4.3.2 Kriging模型验证 |
| 4.3.3 Kriging模型的建立及其精度检验 |
| 4.3.4 Kriging模型注塑工艺参数分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于遗传算法的注塑工艺参数多目标优化及实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于遗传算法的多目标优化理论 |
| 5.2.1 多目标优化数学模型 |
| 5.2.2 遗传算法简介 |
| 5.2.3 NSGA-II算法 |
| 5.2.4 NCGA算法 |
| 5.3 多目标优化及模拟验证 |
| 5.3.1 基于NSGA-II的多目标优化 |
| 5.3.2 基于NCGA的多目标优化 |
| 5.3.3 模拟验证 |
| 5.4 生产验证 |
| 5.4.1 生产设备 |
| 5.4.2 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
（9）一次性饭盒薄壁塑件成型模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 CAE技术研究发展现状 |
| 1.3 薄壁注塑成型技术介绍 |
| 1.3.1 薄壁注塑成型技术概述 |
| 1.3.2 薄壁注塑成型技术研究概况 |
| 1.4 课题的提出及研究的主要内容 |
| 1.4.1 课题的提出及意义 |
| 1.4.2 课题研究的主要内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 CAE模拟注塑成型的相关理论与模型 |
| 2.1 描述熔体流动过程的理论与数学模型 |
| 2.1.1 填充过程的三大基本方程 |
| 2.1.2 假设与简化 |
| 2.1.3 修改之后描述填充行为的基本方程 |
| 2.1.4 描述填充行为的基本方程的求解 |
| 2.1.5 粘度模型 |
| 2.2 Moldflow中翘曲变形的预测方法 |
| 2.2.1 残余应变模型 |
| 2.2.2 残余应力模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 超薄饭盒盖注塑成型的相关技术 |
| 3.1 超薄饭盒盖3D模型及结构分析 |
| 3.2 超薄饭盒盖注塑成型相关技术 |
| 3.2.1 超薄饭盒盖模具设计要求 |
| 3.2.2 超薄饭盒盖注塑成型注射机的选择 |
| 3.2.3 超薄饭盒盖原材料的选择 |
| 3.3 超薄饭盒盖材料性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 不同材料和壁厚饭盒盖数值模拟分析 |
| 4.1 数值模拟分析方案 |
| 4.1.1 材料与厚度的选择 |
| 4.1.2 数值模拟分析的前处理与分析方法 |
| 4.2 数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 熔体温度模拟结果分析 |
| 4.2.2 模具温度模拟结果分析 |
| 4.2.3 注射速率模拟结果分析 |
| 4.2.4 注射压力模拟结果分析 |
| 4.2.5 模拟结果总结 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 超薄饭盒盖注射成型优化 |
| 5.1 工艺参数的设置与优化 |
| 5.1.1 注射速率的优化 |
| 5.1.2 熔体温度的优化 |
| 5.1.3 模具温度的优化 |
| 5.1.4 建立单浇口浇注系统后的充填分析 |
| 5.2 浇口数量与位置的优化 |
| 5.2.1 多浇口最佳位置分析 |
| 5.2.2 多浇口充填分析 |
| 5.2.3 两浇口浇注系统建立后的充填分析 |
| 5.3 单浇口与两浇口模拟结果对比 |
| 5.4 热流道顺序注塑解决熔接痕缺陷 |
| 5.5 常规注塑成型下超薄饭盒盖翘曲变形优化 |
| 5.5.1 翘曲变形原因及因素 |
| 5.5.2 超薄饭盒盖翘曲变形优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 快速热循环技术在超薄饭盒盖成型中的应用 |
| 6.1 快速热循环技术(RHCM)概述 |
| 6.1.1 快速热循环技术(RHCM)工艺原理 |
| 6.1.2 快速热循环技术(RHCM)的模具温度控制方法 |
| 6.1.3 高温蒸汽加热的工艺系统 |
| 6.2 快速热循环技术模拟准备工作 |
| 6.2.1 确定温度控制系统 |
| 6.2.2 Moldflow中模具温度曲线的设定 |
| 6.2.3 优化浇注系统 |
| 6.3 快速热循环注塑成型翘曲优化及结果对比分析 |
| 6.3.1 快速热循环注塑成型翘曲优化 |
| 6.3.2 快速热循环注塑成型与常规注塑对比 |
| 6.4 基于正交实验的快速热循环注塑成型翘曲优化 |
| 6.4.1 正交实验参数的确定 |
| 6.4.2 五因素四水平正交实验结果及分析 |
| 6.4.3 正交实验预测结果模拟验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 工程实验结果 |
| 7.1 生产工艺参数 |
| 7.2 不良品出现的原因及处理方法 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（10）挤出吹塑注水管型坯壁厚优化及收缩率研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 挤出吹塑成型的工艺概述 |
| 1.2.1 挤出吹塑成型技术 |
| 1.2.2 挤出吹塑成型的影响因素 |
| 1.3 国内外挤出吹塑成型的研究进展概况 |
| 1.3.1 挤出吹塑材料的研究 |
| 1.3.2 挤出技术的研究进展 |
| 1.3.3 吹塑技术的研究进展 |
| 1.3.4 壁厚控制系统的研究 |
| 1.4 课题主要研究内容、目的和意义 |
| 1.4.1 课题的研究思路与内容 |
| 1.4.2 课题的研究目的和意义 |
| 第二章 挤出吹塑成型基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 聚合物流体的流变学理论 |
| 2.3 聚合物材料本构方程 |
| 2.3.1 材料数据的处理 |
| 2.3.2 型坯挤出本构方程的拟合 |
| 2.3.3 型坯吹胀本构方程的拟合 |
| 2.4 挤出吹塑有限元软件简介 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 工艺参数对注水管型坯挤出性能影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 挤出口模的确定 |
| 3.3 挤出型坯模型的建立 |
| 3.4 型坯挤出的影响因素分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 基于迭代算法的注水管壁厚优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 迭代优化算法简介 |
| 4.2.1 确定迭代变量 |
| 4.2.2 迭代模型的建立 |
| 4.2.3 迭代控制设定 |
| 4.3 型坯吹胀模型的建立 |
| 4.3.1 注水管吹塑模具设计 |
| 4.3.2 吹胀有限元模型的建立 |
| 4.3.3 型坯吹胀工艺参数设定 |
| 4.4 注水管壁厚迭代优化 |
| 4.4.1 初始型坯吹胀分析 |
| 4.4.2 第1次迭代优化 |
| 4.4.3 第2次迭代优化 |
| 4.4.4 第3次迭代优化 |
| 4.4.5 第4次迭代优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于流固耦合传热的注水管收缩率分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于CFX的注水管冷却分析 |
| 5.2.1 冷却分析流程设置 |
| 5.2.2 注水管冷却结果分析 |
| 5.3 基于WORKBENCH的注水管收缩分析 |
| 5.3.1 收缩分析流程设置 |
| 5.3.2 注水管收缩结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 注水管挤出吹塑试模生产验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 挤出吹塑机 |
| 6.3 型坯挤出试模生产验证 |
| 6.4 型坯吹胀试模生产验证 |
| 6.5 基于CPK法的注水管壁厚分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
四、计算机模拟技术在聚合物成型中的应用（论文参考文献）
- [1]动态条件下超临界CO2在聚合物熔体中溶解实验与模拟研究[D]. 王都阳. 南昌大学, 2021(02)
- [2]含能材料单螺杆压伸过程仿真模拟研究[D]. 李敏. 北京化工大学, 2020(02)
- [3]聚合物/纳米颗粒接枝嵌段聚合物复合材料的计算机模拟研究[D]. 李赛. 北京化工大学, 2020(02)
- [4]微结构玻璃元件超声振动模压成型机理与关键技术研究[D]. 罗红. 湖南大学, 2020
- [5]直流GIL绝缘子聚酯纳米复合涂层电热性能的分子动力学模拟[D]. 辛喆. 山东大学, 2020(12)
- [6]超临界CO2辅助微孔注塑成型模拟优化研究[D]. 刘世雄. 北京化工大学, 2020(02)
- [7]显示器后壳结构特征与成型缺陷的研究[D]. 赵达峰. 昆明理工大学, 2020(04)
- [8]基于Kriging-GA的汽车昼行灯光导注塑工艺参数多目标优化与模具设计[D]. 刘安林. 江苏大学, 2019(02)
- [9]一次性饭盒薄壁塑件成型模拟分析[D]. 袁英. 南昌大学, 2019(02)
- [10]挤出吹塑注水管型坯壁厚优化及收缩率研究[D]. 高冲. 上海工程技术大学, 2018(06)