数值模拟方法在橡胶注射成型中的应用研究
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橡胶密封圈接口用量计算1. 引言1.1 背景介绍橡胶密封圈是一种常用的密封材料,广泛应用于工业领域的各种设备和机械中,用于防止液体或气体的泄漏。
橡胶密封圈的有效性直接影响着设备的稳定性和可靠性,因此正确计算橡胶密封圈的接口用量至关重要。
随着工业技术的不断发展和进步,橡胶密封圈接口用量计算的需求也日益增加。
现有的计算方法往往存在着一定的局限性和不足,导致计算结果不够准确或可靠。
本文旨在通过对橡胶密封圈接口用量的深入研究和探讨,提出一种更加科学、精准的计算方法,从而为工程实践提供有益的指导和参考。
通过本文的研究,不仅可以提高橡胶密封圈接口用量计算的准确性和可靠性,还能够为工程设计和施工提供更好的技术支持和保障。
本文还将对影响橡胶密封圈接口用量的因素进行分析和研究,为进一步的研究工作奠定基础。
通过本文的研究,有望促进橡胶密封圈接口用量计算方法的标准化和规范化,推动行业技术的进步和发展。
1.2 问题提出当涉及到橡胶密封圈接口用量计算时,一个重要的问题就是如何确定正确的用量以确保密封效果和性能的可靠性。
在实际工程应用中,橡胶密封圈接口用量过多或过少都会对密封效果产生影响,甚至可能导致泄漏或密封失效。
如何精确计算橡胶密封圈接口的用量成为工程师们面临的挑战之一。
问题的提出主要包括以下几个方面:如何确定橡胶密封圈的接口用量与密封性能之间的关系?如何根据密封件的材料、尺寸和工作条件等参数来确定橡胶密封圈的用量?如何在实际工程中准确地计算橡胶密封圈的接口用量以满足密封要求?这些问题的解答需要对橡胶密封圈接口的作用机制和用量计算方法进行深入研究和探讨。
只有深入理解橡胶密封圈接口用量计算的原理和方法,才能有效地提高密封件的使用性能和可靠性。
本文将对橡胶密封圈接口用量计算这一重要问题进行探讨和分析,以期为工程实践提供一定的参考和指导。
1.3 研究目的研究目的主要是为了优化橡胶密封圈接口用量的计算方法,确保在实际工程中能够准确有效地使用橡胶密封圈,从而保证设备和管道的密封性和安全性。
数值仿真分析方法的研究与实践在注射模热流道温度场的应用陈凤浙江机械与电气工程学院机械工程系邮箱:cfeng0096@yahoo.co 关键词:热流道,温度场,数值仿真分析摘要:在本文中,学习如何建立和解决数值模拟对热流道注塑模具温度场的可视化分析并在计算机上实现,最后引用相应的例子。
I 介绍热流道的温度分布不仅可以直接影响塑料的融化性能,还会影响注塑成型产品的质量和生产效率。
通过分析温度场和热流道的温度控制,控制注塑成型的过程,不仅可以减少变形,提高力学性能,还能改善外观质量,提高尺寸精度。
在注塑模具的总体设计中,温度场分析通常比采用与计算结果比较更接近实际情况,也更稳定。
但在热流道的应用中,温度的要求更高,因此有必要建立一个数学模型来分析不稳定温度场。
II 如何建立和解决温度场数学模型为了方便分析,从喷嘴到喷射流道的热流道几何模型可以视为一个沿流道中心线的轴对称体。
热流道在注射后,熔融态的热流道仍然不受任何压力。
如果忽视塑料结晶的话,则该融化基本上可以视为粘性流体在无内热源状态下的能量转换。
其温度的传导主要是通过静态而交换的。
热流道在注射成型过程中,温度现象非常复杂。
考虑温度的实际分析,热流道中有四种热量交换,主要是:熔体内部交换热量;热流道系统之间的热量交换;热流道系统内部交换热量;热流道系统和冷却剂之间交换热量。
这大大增加了分析的困难,因此是分析之前必须进行以下假设:(1)熔融状态下塑料的性能不会改变,也就是说,密度、比热容、恒定压力和熔体热导率都是常数。
(2)热流道加热器在多方面上是对称的,所以可以这么认为,流道是均匀加热,融化的周向温度沿流道是均匀分布的,融化过程是沿热流道的几何模型的中心线轴对称的。
数字模型:基于上述假设和热传导的原则,温度场的数学模型可以用傅里叶热微分方程进行如下描述:(1)在公式中,K——熔体热导率,W/(m℃);T——熔化瞬间温度,℃;t——时间,s;ρ——熔体密度,kg/m³;C——熔化的定压比热容J/(kg℃);x,y,z——三维坐标。
橡胶硫化的计算机模拟对于硫化橡胶类产品,确定其最优硫化时间是一个难题,即使是用简单的计算机模拟也是如此。
对于连续硫化挤出产品,升降温循环高压釜成型或者模压成型的硫化产品,传统的方法都是通过试验和误差分析来设定线速度,这样的结果就是严峻铺张生产力而且会产生很多废料。
甚至在确定最优硫化时间后,还是会随着有意的配方修改或者是原料成分的偶然变化而转变。
使用计算机模拟可以大大提高加工工程师和化学家精确预知最优硫化时间的力量。
然而这些模拟需要操作人员对他们所使用的部分有特别的了解,还需要在连续不断的试验室工作中付出巨大的努力,这样才能保持结果的精确性。
虽然作者没有任何统计数据来说明橡胶加工者使用计算机模拟硫化的状况,但是并不表明它们的应用很广泛或者是应用正在不断的增加(在被采纳的工厂里)。
假如状况真是这样的话,橡胶加工人员忽视了一种很有价值的可以提高生产效率和产品质量的工具。
橡胶硫化的化学动力学已经很清晰了。
计算机模拟需要的各种材料元素一般试验室设施都能供应,比如说孟山都公司的震荡圆盘流变仪(MonSantOoDR)。
通常是对理论和实践缺乏彻底的理解,以及缺乏投身于做试验室和工厂基本调查讨论的热忱,而这些调查讨论对计算机模拟的有效性特别重要。
硫化理论橡胶硫化主要有两种体系,包括有机过氧化物和硫化促进剂。
有机过氧化物在热的作用下分解,产生自由基。
这些自由基夺取了聚合物链上的氢,形成聚合物链自由基,这些聚合物链自由基相互依次结合, 形成交联点。
过氧化物分解的速率掌握了交联的速率。
分解反应是一阶反应,可由下式定义:A = A Q∙ e~kt(1)这里,A。
等于过氧化物的初始量,或者是100%;A等于任意时间t时的过氧化物的量;k等于反应速率常数,单位是sT。
速率常数是与温度有关的,依照方程:(2)这里k∣等于温度Tl时的速率常数;k?等于温度L时的速率常数;R等于抱负气体常数;Ea等于反应的活化能。
一阶化学反应可以数学类比于放射物衰变,过氧化物分解反应的半衰期(tl∕2)可以用来计算速率常数k:0.693G / 2在大多数橡胶试验室都可以找到的孟山都震荡圆盘流变仪可以用来确定材料交联的半衰期,由于震荡圆 盘流变仪的扭矩直接和硫化过程中形成的交联点数目有关。
橡 胶 工 业CHINA RUBBER INDUSTRY974第70卷第12期Vol.70 No.122023年12月D e c .2023橡胶冷流道注射成型工艺研究张 朋,赵国艳,王付胜(中车青岛四方车辆研究所有限公司,山东 青岛 266031)摘要:针对轨道车辆用纵向止挡橡胶部件设计橡胶冷流道注射成型模具及硫化工艺,并通过正交试验方法对塑化温度、料筒温度、一段注射速度、冷流道温度4个工艺参数对产品自由高度及刚度的影响规律进行研究。
结果表明,工艺参数对产品自由高度(或收缩率)影响由大到小的排序为塑化温度、料筒温度、一段注射速度、冷流道温度,而对产品刚度影响由大到小的排序为料筒温度、塑化温度、冷流道温度、一段注射速度。
本研究可为橡胶冷流道注射成型工艺的推广应用提供参考。
关键词:橡胶部件;冷流道模具;注射成型工艺;工艺参数中图分类号:TQ330.6+6 文章编号:1000-890X (2023)12-0974-04文献标志码:A DOI :10.12136/j.issn.1000-890X.2023.12.0974橡胶注射成型由于成型质量可靠、成型周期短以及自动化程度高而一直备受关注。
近些年随着技术的发展,针对常规橡胶注射成型工艺在实际生产中所遇到的问题,涌现出了不少新的橡胶注射成型工艺[1]。
传统的橡胶注射成型工艺由于硫化时流道内的胶料会跟型腔内的胶料一起硫化,在脱模后会被当成废料处理,因而存在胶料浪费现象,尤其当橡胶制品批量化生产或者原料价格上涨时,胶料浪费现象严重会影响到企业的生产效益[2]。
一般来说,注射成型橡胶制品的流道耗胶量占整个制品质量的20%~30%,小制品的流道耗胶量甚至达到50%[3]。
为解决胶料浪费等问题,人们提出了一种基于橡胶冷流道系统的新型注射模具,即对浇注系统加入温度控制回路,使流道内的胶料在硫化阶段既不被硫化,又能保持一定的流动性,在下一次充模时直接使用,这样就可实现橡胶制品的连续化生产,而且成型产品质量高,从而达到高质、高效、低能耗的自动化生产目的[4]。
第 2 期李凡珠等.填充橡胶材料循环加载的本构行为及数值拟合79填充橡胶材料循环加载的本构行为及数值拟合李凡珠1,2,刘金朋1,2,卢咏来1,2,张立群1,2,杨海波1,2*(1.北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室,北京 100029;2.北京化工大学先进弹性体研究中心,北京 100029)摘要:使用电子万能材料试验机对炭黑填充的橡胶材料进行单轴循环加载,对稳定后的应力-应变曲线进行数值拟合。
对加载段的应力-应变曲线采用Marlow,Arruda Boyce,Van der Waals和Yeoh等超弹性本构模型进行描述,对卸载段的应力-应变曲线采用Mullins模型,即应力软化模型进行描述,对永久变形行为采用塑性变形模型进行描述,并使用反分析方法确定Mullins方程的参数。
结果表明,Marlow超弹性模型对加载段的应力-应变曲线拟合效果最好,Mullins模型可较好地描述大应变时卸载段的应力-应变曲线,但无法拟合出材料的永久变形行为;将Marlow超弹性本构模型、Mullins模型以及塑性变形理论相结合,可以精确地描述橡胶材料的循环加载与卸载条件下的应力应变行为。
关键词:橡胶材料;应力-应变曲线;本构模型;应力软化模型;永久变形中图分类号:TQ330.1+2;O241.82 文献标志码:A 文章编号:1000-890X(2017)02-0079-05柔性分子链、长链结构以及交联网络的同时存在赋予橡胶材料以高弹性,而化学交联、物理缠结以及悬吊链等复杂结构的存在使得链段运动受阻于内摩擦力,动态加载时应变跟不上应力变化,即橡胶材料的粘弹性行为。
前者使之在承受大变形作用下具有不发生断裂的特性,后者使之具有减震吸能阻尼等特性,这些性质[1]或优势使橡胶成为众多场合下不可或缺的理想材料,甚至被提升为国家战略物资。
其中,橡胶材料的强度、疲劳失效、磨损、阻尼、生热等一直是人们关心的问题。
目前,应用有限元方法研究橡胶材料/制品的这些力学行为已成为一种方便且有效的方法[2-4]。
聚合物加工计算机模拟发展概况(参考资料)摘要:介绍了聚合物加工计算机模拟的发展状况,以及在注塑加工和挤出、混炼加工的应用进展,和常用的有限元分析软件,ADINA,POLYFLOW等,总结了聚合物加工计算机模拟的发展趋势。
关键词:聚合物加工;计算机模拟;有限元分析前言聚合物加工中的计算机辅助工程(CAE),即用计算机对聚合物的加工过程进行数值模拟,研究加工条件的变化规律,预测制品的结构与性能,是近年来聚合物加工科学中发展很快的前沿研究领域[]1。
近年来,计算机以其快速、准确、易于实现等特点而被越来越广泛地运用于社会各领域中。
计算机模拟技术作为一门新兴学科在聚合物成型中的应用也越来越受到重视。
利用计算机模拟技术模拟聚合物的加工过程,可以使设计者全面直观地了解成型过程中聚合物的多种性状,以提出合理的改进设计方案。
它不仅可以降低模具设计、制造成本,而且能大大节省工程设计人员的时间,提高设计工作效率及质量。
可以说聚合物加工过程的计算机模拟技术代表着未来聚合物加工发展的方向[]2。
1.计算机模拟软件的开发概况聚合物加工成型计算机模拟常采用有限元和离散元法。
有限元分析(FEA)是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域—飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法,随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等问题,有限元方法已经应用于水工、土建、桥梁、机械、电机、冶金、造船、飞机、导弹、宇航、核能、地震、物探、气象、渗流、水声、力学、物理学等,几乎所有的科学研究和工程技术领域。
基于有限元分析(FEA)算法编制的软件,即所谓的有限元分析软件。
通常,根据软件的适用范围,可以将之区分为专业有限元软件和大型通用有限元软件。
实际上,经过了几十年的发展和完善,各种专用的和通用的有限元软件已经使有限元方法转化为社会生产力。
有限元分析软件目前最流行的有:ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
反应注射成型过程的计算机模拟’
・99・4.2关于结果的讨论
(1)充模时间的模拟结果给出了观察RIM充填过程的最佳方式。
可据此判断浇注口位置是否合理,以及可能发生充填不足的地方,为合理设计模具提供了依据。
模拟结果显示材料充填情况良好,说明模具结构是合理的。
(2)对剪切应力分布的模拟有助于分析制品应力集中的位置,判断最大应力是否超过材料许用值。
据此可分析模具及制品结构设计的合理性。
模拟结果未发现有超过材料许用应力的现象。
(3)分析RIM过程中的压力分布状况,可了解锁模及飞边的情况,以及材料充填情况。
图示分析结果表明
圈6几个t要的计算机分析模拟结果
反应注射成型过程的计算机模拟
作者:冯小军, 李爱平, 陈剑松
作者单位:冯小军,陈剑松(深圳职业技术学院(深圳)), 李爱平(同济大学机械学院(上海))本文链接:/Conference_5104306.aspx。