逆向挤出在木塑异型材挤出口模设计中的应用(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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3.2子任务的选择

在POLYDATA子任务的选择中包括子任务模型的选择、子任务区域的选定、材料参数的设定、边界条件的设置、重新生成网格设置等。

3.2.1子任务模型的选择

POLYDATA中可用的子任务模型包括广义牛顿流动问题、达西流动问题（多孔介质）、热传导问题和粘弹性流动问题。根据相应的流体和要解决的问题，选择相应的模型。因为主要分析的是广义牛顿流体，因而采用等温广义牛顿流动模型。

3.2.2子任务区域的选定

为了能够对自由表面和口模滑动壁面分别应用重新生成网格技术，以实现对口模形状的精确描述，计算区域被分成了两个子区域，即口模外存在自由表面的挤出物区域和口模内存在滑动壁面的流体区域。因为在考察的问题中两个区域都涉及到，所以选定这两个区域为子任务的区域。

3.2.3材料参数的设定

材料参数常用的选项包括粘度对剪切速率的依赖关系、粘度对温度的依赖关系、多孔介质和流动粘度、微分粘弹性模型、积分粘弹性模型、密度、惯性项、热膨胀系数、热传导、单位质量热容、粘性发热、重力和平、均温度等。因为假设流场为等温流场且不考虑重力及惯性力的影响，所以只需要定义粘度对剪切速率的依赖关系，选择幂律本构方程，并设定其稠度为30，幂律指数为0.75。

3.2.4边界条件的设置

常用的边界类型包括接触面、施加法向速度和切向速度、施加法向力和切向力、施加法向力和切向速度、施加法向速度和切向力、滑动边界、对称面、人口流动、出口流动、自由表面、施加体积力、施加迪卡尔速度等。在对计算区域入口采用体积流率，Q=80cm3/s,速度曲线设为有POLYFLOW自动确定；出口区域设为所受切向力及法向力为0；口模壁面设为滑动边界，因为动态方程引入的非线性使得模拟过程难以收敛，所以对滑动边界的滑动系数采用渐变法，以促使模拟过程的收敛；口模以外与空气接触的壁面设为自由表面；最后设置2个对称面。

3.2.5重新生成网格的设置

重新生成网格技术适用于存在自由表面或移动界面的问题，网格的一部分会因为自由表面或移动界面位置的变化而受到影响，这项技术的功能是根据边界各点位置的变化重新定义内部的点。POLYFLOW中常用的生成网格技术包括Thompson转换法（适用于2维和3维流动问题）Spines法（适用挤出、注射等问题）、Euclidi-an法（适用于2维流动）、薄壳法（适用于吹塑和热成型）以及优化网格（适用于3维挤出问题）等。因为模型中存在自由表面，它的位置是未知的，所以要对自由表面采用重新生网格技术。同时因为模拟任务为逆向挤出问题，靠近出口区域的口模壁面位置是变化的，需要将其设为动态壁面，所以也要对口模壁面采用重新生成网格技术。这里对两处局部重新生成网格区域均采用针对三维挤出的网格重新生成技术。

完成以上各项设置后，保存退出，生成解决问题所需data文件。

4、问题的求解

运行POLYFLOW对所设置的问题进行求解，并察看分析过程的列表文件，确定分析是否收敛和达到预定的精度要求。若不收敛或者未达到预定的精度要求，分析其原因，同时可以参考专家系统所提建议，重新打开data文件对所定义的问题进行修改，然后再次运行POLY-FLOW进行求解。

5、查看分析结果

分析成功后，运行FLUENTPost,查看分析结果。用2个对称面镜像模拟结果，得到模拟所得的口模形状及其相应的制品形状。模拟所得的口模形状能够为生产出合格的模具提供有价值的参考。如果需要根据模拟结果进行下一步设计，可以用图形显示中查看口模形状的坐标值，或者将其存为文本文档进行查看。如果还要对所得口模进行进一步的计算机辅助设计和数控加工，可在任务设置的输出设置中选中输出IGES格式，然后将IGES格式文件导入CAD软件进行处理。

6、结语

详细描述了POLYFLOW模拟工字型制品口模形状的过程，展示POLYFLOW逆向挤出功能在聚合物挤出口模设计过程中的作用，能够为口模形状设计提供科学依据，大大缩短口模生产周期并降低其成本，而对于形状复杂的异型材和变形严重的发泡异型材，其意义则更为重大。 (

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