螺杆分配机头宽幅模板的变形研究及计算分析

论文摘要

聚合物宽幅板材广泛应用于工矿机械、交通运输和军事国防等领域。螺杆分配机头在生产宽幅厚板材时有很大的优势,但随着幅宽的增加,模板变形问题就显得越来越突出。故对螺杆分配机头宽幅模板的变形问题进行研究是一项十分有意义的工作。 通过建立端部供料式螺杆分配机头流道内流场的三维有限元模型,利用ANSYS有限元软件,模拟了聚合物熔体在机头流道内流动时压力场的分布情况,在此基础上重点分析了机头狭缝流道区的流场压力分布。并建立与之相对应的上下模板的三维模型,把狭缝区流场压力作为载荷作用于机头模板上,来研究机头模板的变形。 本文成功的把流道内狭缝区流场的压力变化和模板的变形结合起来,采用有限元进行耦合计算,使得对模板变形的研究更加接近实际。重点研究了机头模板几何参数、操作工艺参数等对模板变形的影响,揭示了它们的变化对模板变形影响的规律。得出模板变形与厚度、幅宽分别近似为线性关系,螺杆转速对模板的变形在进料压力较大时对模板变形的影响不能忽略。列出了一系列模板变形图表,总结出了计算常用机头模板变形的简易公式,最后得出了一些有意义的结论,为螺杆分配机头宽幅模板的设计提供了参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 挤出机头的流道设计与流场分析
• 1.2.1 机头的研究历史
• 1.2.2 机头流场分析的研究现状及相关文献
• 1.3 螺杆分配机头模板变形的研究
• 1.4 本课题的研究内容、目的和意义
• 1.4.1 本课题的目的和意义
• 1.4.2 本课题的研究内容
• 第二章 宽幅模板变形的有限元计算
• 2.1 机头模板变形的计算方法
• 2.2 流场分析模型的建立
• 2.2.1 物理模型
• 2.2.2 数学模型
• 2.2.3 有限元模型
• 2.3 螺杆分配机头内部的流场计算分析
• 2.3.1 参数分类和模拟计算时选用参数数值
• 2.3.2 计算结果及分析
• 2.4 机头模板模型的建立
• 2.4.1 物理模型
• 2.4.2 数学模型
• 2.4.3 有限元模型
• 2.5 模板变形计算方法
• 第三章 宽幅模板变形的影响与分析
• 3.1 建模过程
• 3.1.1 机头模板模型的建立
• 3.1.2 两个模型的变形计算结果及分析
• 3.2 机头模板厚度对模板变形的影响
• 3.2.1 机头模板模型的建立
• 3.2.2 机头模板变形计算的结果及分析
• 3.3 机头模板幅宽对模板变形的影响
• 3.3.1 机头模板模型的建立
• 3.3.2 机头模板变形计算的结果及分析
• 3.4 预变形对机头模板变形的影响
• 3.4.1 机头模板模型的建立
• 3.4.2 两个模型的变形计算结果分析
• 3.5 螺杆转速对机头模板变形的影响
• 3.5.1 机头模板模型的建立
• 3.5.2 机头模板变形计算的结果及分析
• 3.6 流道结构的微量变化对机头模板变形的影响
• 3.6.1 机头模板模型与流场模型的建立与加载
• 3.6.2 口模区流场不变时模板变形的计算结果及分析
• 第四章 宽幅模板变形的计算分析
• 4.1 计算流场压力分布和机头模板变形
• 4.1.1 不同状态下机头模板变形曲线图
• 4.2 机头模板变形的近似计算式
• 4.3 关于机头模板变形的讨论
• 第五章 结论
• 5.1 本研究的主要结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 学术论文目录
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书