流涎过程中缩颈与稳定性研究

论文摘要

本文针对流涎过程中薄膜缩颈问题和稳定性问题,应用理论分析、仿真、与已有文献对比相结合的方法,提出了减少缩颈的措施和预测稳定性的方法。首先,分析了聚合物成型和流涎成型过程中的各种模型,建立流涎过程的几何模型,确定描述流涎过程的运动边界条件和热边界条件；运用Ployflow软件对流涎过程进行了仿真分析,得出流涎过程中的速度和厚度在牵伸方向的变化趋势。然后,分析了拉伸比和模口缝隙对薄膜厚度的影响,得出了模口缝隙的调节公式；研究了拉伸比、模口与骤冷辊之间的模辊间隙、模口宽度、聚合物的挤出温度和聚合物本身的流变特性对缩颈的影响；通过对厚度影响因素和缩颈影响因素的综合分析,提出流涎过程的改进参数。最后,针对流涎过程中的稳定性问题,使用修正的Giesekus模型来描述聚合物的流变特性,并对流涎过程进行数学建模,运用建立的数学模型预测出不同温度、不同聚合物材料的临界拉伸比,并且得出在纵横比和材料的松弛时间不同的情况下,流涎过程的稳定性区域。本文通过仿真模拟和试验的方法,为流涎过程中的薄膜厚度、缩颈和稳定性提供有效的预测,为工业生产提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 流涎法生产塑料薄膜的发展
• 1.2.1 流涎薄膜机组及生产工艺
• 1.2.2 国内外发展状况及发展趋势
• 1.2.3 流涎成型中的关键技术
• 1.3 论文的研究内容与目标
• 1.4 论文的组织架构
• 2 流涎过程的数值模拟
• 2.1 流涎成型过程的基本理论
• 2.1.1 聚合物成型过程基本理论
• 2.1.2 聚合物流变模型
• 2.1.3 流涎过程中的流变模型
• 2.2 Ployflow在流涎仿真中的应用
• 2.3 流涎仿真数值模拟
• 2.3.1 建立几何模型
• 2.3.2 基本假设
• 2.3.3 数学模型
• 2.3.4 网格划分
• 2.3.5 边界条件和物性参数
• 2.4 仿真结果及其分析
• 2.5 结果验证
• 2.5.1 试验条件及测量工具介绍
• 2.5.2 结果对比
• 2.6 缩颈与边缘增厚的相互影响
• 2.7 本章小结
• 3 缩颈和厚度的影响因素及其变化规律研究
• 3.1 对薄膜厚度的仿真模拟
• 3.1.1 拉伸比对薄膜厚度的影响
• 3.1.2 模辊间隙对薄膜厚度的影响
• 3.1.3 模口缝隙对薄膜厚度的影响
• 3.1.4 模口缝隙的调节公式
• 3.2 对薄膜缩颈的仿真模拟
• 3.2.1 拉伸比对缩颈的影响
• 3.2.2 模辊间隙对缩颈的影响
• 3.2.3 模口宽度对缩颈的影响
• 3.2.4 聚合物温度对缩颈的影响
• 3.2.5 聚合物流变特性对缩颈的影响
• 3.3 流涎过程的参数改进
• 3.3.1 过程参数的改进
• 3.3.2 对模口缝隙进行调整改进
• 3.4 本章小结
• 4 流涎过程稳定性分析
• 4.1 非等温流涎过程稳定性研究
• 4.2 对流涎过程的数学建模
• 4.2.1 流涎模型简化
• 4.2.2 流涎过程的模型方程
• 4.2.3 流涎边界条件
• 4.2.4 控制方程简化
• 4.3 求解方法
• 4.4 结论及结果分析
• 4.4.1 模型对临界拉伸比的预测
• 4.4.2 结果分析
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 研究总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A