钢骨架塑料复合管道成型技术研究

论文摘要

钢骨架塑料复合管的特殊结构使其具有了金属管道和塑料管道的优点,解决了金属管道耐压不耐腐、塑料管道耐腐不耐压的问题,引领了管道向防腐兼有耐压的发展方向。钢骨架塑料复合管产品主要是管材及其配套管件,其加工制造的方法是高密度聚乙烯和已成型钢骨架复合形成,生产过程繁琐,熔体流动复杂,容易出现成型缺陷,有必要对钢骨架塑料复合管成型过程进行系统的研究。首先,本文深入研究了管材的挤出加工成型工艺及模具设计原则,以Dn100管材为例,运用POLYFLOW软件,对Dn100管材挤出模具熔体流动过程进行了有限元分析,探讨了入口流量和牵引速率对熔体流动的影响,结合实际生产情况对最优参数进行了数值分析,探讨了熔体流动规律,得出了模具型腔内熔体压力、速度、剪切率和粘度等参数的分布情况。其次,深入研究了管件注塑加工成型工艺,探讨了管件注塑模具结构及其相应的设计原则。以Dn65管材配套管件—三通和直管件为例,运用MOLDFLOW软件,对熔体流动过程进行了有限元分析,验证并探讨了实际生产工艺条件下熔体流动和制品冷却、翘曲的情况,得出了填充效果、温度分布、制品推出最高温度、制品翘曲因素等参数的分布情况,分析了影响管件成型质量的因素。最后,对数值模拟结果进行实验验证,进一步证明了成型理论的科学性和模具设计原则的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钢骨架塑料复合管
• 1.2.1 钢骨架塑料复合管的产品结构
• 1.2.2 钢骨架塑料复合管的基体材料
• 1.2.3 钢骨架塑料复合管的性能特点
• 1.2.4 钢骨架塑料复合管的应用前景
• 1.3 课题的主要研究内容
• 第2章 钢骨架塑料复合管管材成型研究
• 2.1 管材成型工艺研究
• 2.2 管材挤出模具设计原则
• 2.3 本章小结
• 第3章 管材成型模拟分析及实验验证
• 3.1 POLYFLOW 软件介绍
• 3.2 塑料熔体流动基本方程
• 3.3 模拟模型的建立与边界设置
• 3.3.1 Dn100 管材口模参数设计
• 3.3.2 模拟模型的建立
• 3.3.3 模拟边界条件的设置
• 3.4 模拟计算过程及结果分析
• 3.4.1 入口流量对熔体流动的影响
• 3.4.2 牵引速度对熔体流动的影响
• 3.4.3 最优参数下的熔体流动规律
• 3.5 实验验证
• 3.6 本章小结
• 第4章 钢骨架塑料复合管管件成型研究
• 4.1 管件成型工艺研究
• 4.1.1 增强骨架的成型
• 4.1.2 管件的注塑成型
• 4.2 管件注塑模具设计研究
• 4.2.1 管件注塑模具结构
• 4.2.2 管件注塑模具设计原则
• 4.3 本章小结
• 第5章 管件成型模拟分析及实验验证
• 5.1 MOLDFLOW 软件介绍
• 5.1.1 MOLDFLOW 软件简介
• 5.1.2 MPI 功能简介
• 5.2 Dn65 三通管件熔体模流分析
• 5.2.1 几何模型的建立及参数设置
• 5.2.2 模拟材料的选用
• 5.2.3 模拟结果分析
• 5.3 DN65 直管件综合模拟分析
• 5.3.1 几何模型的建立及参数设置
• 5.3.2 模拟结果分析
• 5.4 实验验证
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢