丁苯多嵌段共聚物反应挤出过程研究

在SHL-Φ35型紧密啮合同向旋转双螺杆挤出反应器中,以丁基锂为引发剂,丁二烯和苯乙烯混合进料,合成了丁苯多嵌段共聚物。采用静态实验法对物料在两组螺杆结构中的填充度分布和螺杆径向粘均分子量分布进行计算,同时对螺杆几何结构与材料性能的关系以及单体在挤出反应器中的聚合过程进行了考察,提出了以丁基锂为引发剂、反应挤出合成丁苯多嵌段共聚物两段聚合过程机理。     

螺杆结构对熔融金属挤压成型流场分布的影响研究

基于无限大平板模型进行挤出过程的压力公式推导，开展单螺杆结构对于熔融金属挤出过程的流场分布影响研究。将机头压力损耗计算所得压力数值与单螺杆挤出机建压数值进行对比，从而判断单螺杆挤出机挤出能力。采用ANSYS中的POLYFLOW模块对挤出过程进行仿真模拟，该模块采用网格叠加技术，模拟熔融状态下金属锡的挤出，其中忽略了惯性和重力影响的三维计算，对螺杆进行最优化设计。研究发现减小挤出机的机筒间隙及螺距可以增加螺杆元件对物料的输送能力，且由于金属具有超高流动性，在挤出中并不需要有完整的固体塞段。通过理论分析得到最优螺杆设计参数并完成样机制备，通过实验验证设备的可行性，最终结果表明所设计小型单螺杆挤出机能够实现金属锡的连续均匀挤出。     

螺杆结构对熔融金属挤压成型流场分布的影响研究

基于无限大平板模型进行挤出过程的压力公式推导，开展单螺杆结构对于熔融金属挤出过程的流场分布影响研究。将机头压力损耗计算所得压力数值与单螺杆挤出机建压数值进行对比，从而判断单螺杆挤出机挤出能力。采用ANSYS中的POLYFLOW模块对挤出过程进行仿真模拟，该模块采用网格叠加技术，模拟熔融状态下金属锡的挤出，其中忽略了惯性和重力影响的三维计算，对螺杆进行最优化设计。研究发现减小挤出机的机筒间隙及螺距可以增加螺杆元件对物料的输送能力，且由于金属具有超高流动性，在挤出中并不需要有完整的固体塞段。通过理论分析得到最优螺杆设计参数并完成样机制备，通过实验验证设备的可行性，最终结果表明所设计小型单螺杆挤出机能够实现金属锡的连续均匀挤出。     

单螺杆振动诱导熔体输运模型与实验研究

采用自行修正的Tanner本构模型建立了单螺杆振动诱导塑化挤出机在熔体输运过程中的近似解析模型,根据黏性耗散功相等推导出了振动力场对熔体表观黏度的影响系数;并在单螺杆振动诱导塑化挤出机上就振动力场对聚合物熔体输运过程的影响进行了实验研究,分析了螺杆振动频率与振幅对挤出压力和挤出特性的影响规律.理论与实验结果均表明,单螺杆振动诱导熔体输运可实现低压挤出,但会导致螺杆特性变软.     

全啮合同向旋转双螺杆挤出机螺槽中压力分布的研究

应用Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程建立了高分子聚合物在双螺杆挤出机螺槽中压力分布的计算模型．分析了喂料量、螺杆冷却方式、螺杆转速等操作工艺参数与螺槽中压力分布的关系，以及压力分布对挤出物质量（即挤出物的物理性质和力学性能）的影响．通过改善螺槽中的压力分布，寻找最佳操作工艺参数，并在此操作条件下进行了实验论证．     

乙苯催化脱氢制苯乙烯反应器实验研究

采用新型管式反应器实验装置,通过正交试验讨论了反应温度,进料速率以及水和乙苯的配比对苯乙烯收率的影响,确定了反应最佳操作条件。根据乙苯脱氢制苯乙烯的反应动力学模型,由实验结果计算出了反应速度常数与温度的关系且通过实验数据进行了检验,相对误差不大于5％。由实验结果确定了该综合实验的方法和培养目标。     

无计量段螺杆实验与理论研究

无计量段注射螺杆属新型螺杆,在加工硬聚氯乙烯(HPVC)方面显有优越性能,本文对所研制的BS4螺杆进行了实验研究,在此基础上建立了准三维流动计算模型,并对模拟结果进行了实验验证,证实模型和计算方法具有一定的可信度。     

热交联聚苯硫醚的红外光谱研究

通过对聚苯硫醚（ＰＰＳ）在螺杆机挤出前后的红外光谱结构分析,发现挤出后的ＰＰＳ被氧化成芳醚和亚砜,且热交联发生在苯环上;通过量子化学计算,对挤出后ＰＰＳ结构变化进行了理论分析。     

轮胎胶应力诱导脱硫及共混丁苯橡胶力学性能

采用在熔融挤出过程中提高双螺杆挤出机螺杆转速的高剪切应力诱导方法,研究了双螺杆挤出机的螺杆转速和挤出反应温度对脱硫轮胎胶共混物(DGTR-EPDM)凝胶含量、溶液特性黏数和溶胶红外吸收光谱的影响.研究了脱硫工艺条件对丁苯橡胶脱硫轮胎胶共混物(SBR-DGTR-EPDM)再硫化共混材料力学性能的影响.实验结果表明:双螺杆挤出机的高剪切应力作用,可诱发废旧轮胎胶粒(GTR)中交联网络的断链反应和氧化降解作用,引起脱硫共混物(DGTR-EPDM)中凝胶含量的下降、溶液特性黏数的减小和溶胶分子链中含氧基团和亚磺酸酯基团的明显增加.挤出机螺杆转速越快,挤出反应温度越高,其所得SBR-DGTR-EPDM再硫化共混材料中未脱硫凝胶颗粒尺寸即越小.在最佳脱硫反应条件下,所得DGTR-EPDM-SBR再硫化共混材料的拉伸强度和断裂伸长率分别达到19.5MPa和400%.     

波状螺杆的熔融速率

本文提出了双槽波状螺杆内聚合物熔融的物理及数学模型,并用电子计算机进行了模拟试验,与普通螺杆进行了比较。从LDPE电算的结果表明,在同样操作条件下,波状螺杆所需的熔融长度仅为普通螺杆的58%。随着转速的提高,前者的熔融速率比后者提高更快。因此它是一种更适合于高速挤出的螺杆结构,这一点与Kruder等入的实验结果一致。     

组合式双螺杆挤出机中三维等温流动的数值研究

采用有限元软件POLYFLOW,对聚合物熔体在ZSK60组合式啮合同向双螺杆挤出机3种不同构型的组合螺杆中的三维等温流动进行了数值模拟. 分析并比较了组合螺杆的熔体输送特性、速度场和剪切速率场分布规律. 根据拟稳态假设以及双螺杆转动过程的周期性,计算了双螺杆转动180°的流场,在此基础上,采用粒子示踪分析(PTA)方法,对组合螺杆中物料的流动形态和动态混合过程进行了可视化模拟. 模拟结果与前人的实验研究结论一致. 采用数值模拟可以对聚合物熔体在组合螺杆中的复杂流动形态作更为深入的剖析.     

模块化螺杆膨胀发电机组转速控制模型

为研究基于有机朗肯循环的模块化螺杆膨胀发电机组的动力机转速控制,建立了螺杆膨胀机转子的动态响应模型.对满液式蒸发器建立一种固定边界分段模型,并采用一阶惯性环节对模型进行补偿.针对模块化螺杆膨胀机组无调节阀直接控制进入螺杆机工质流量的特点,提出通过控制热源流体侧调节阀来间接控制螺杆机转速的方法.针对热源流量变化对工质蒸气流量及焓值都会产生影响的情况,分别建立系统的流量通道及焓通道模型.在Matlab中分别建立对应的系统动力机转速控制模型并仿真.仿真结果表明:通过控制热源流体流量来控制动力机转速的控制策略可行;相对于工质焓值,工质蒸气流量在转速调节中起主要作用.通过对转速、热源流量以及比例-积分-微分控制器参数等扰动信号的仿真分析可知,该控制系统具有较强的稳定性.     

变距供送螺杆数学模型的研究

以3段式变距螺杆为研究对象,通过对原数学模型仿真,找到螺杆螺旋线存在干涉的原因。依据供送容器的输送方式,推导供送变距螺杆新数学模型,仿真发现新数学模型可消除供送过程中出现的“挤瓶”现象。采用实测和仿真结合的方法,通过现场测试数据和仿真提取数据比对,验证了新数学模型的正确性。     

螺旋输送器的结构建模与数值模拟分析

为了优化设计一种可以模拟黄河泥沙分离的螺旋输送器模型,较细致地研究了螺旋的几何形状、作用在颗粒上的力以及模拟设计适应黄河泥沙分离用的卧螺离心机,优化分析了各个作用力对分离颗粒的受力情况,然后通过数值模拟螺旋输送器对液流中颗粒的作用状况,简单地分析了液流在螺旋输送器作用下的主要特征及其建模理论．最终选择椭圆形作为螺旋形状,采用幂函数来模拟螺旋旋转过程．     

采用质量差和超小导程/直径比丝杠传动的点胶量精细计量技术及系统设计(英文)

基于冗余技术原理,采用制件点胶前后质量差和超小导程/直径比阿基米德丝杠技术组合,辅以自润滑双导轨设计,保证点胶量控制胶滴为(0.200±0.001)g;采用模块化设计,实现点胶机性能的高精度和功能的适度柔性,并通过模块化试制模拟样机,优化点胶机的空间结构及整机可靠性.研究结果表明:该方案保证了点胶量的实时精密控制且同时满足生产节拍的要求.     

同向双螺杆间隙对含能材料加工过程的影响研究

为研究螺杆间隙对流道中药浆的安全性能和混合效果的影响，在螺杆构型相同的情况下，设置1.2、1.6 mm和2.0 mm 3种不同的螺杆间隙，建立非等温流场模拟模型，用模拟计算得到的压力、温度和剪切应力来评价流道中药浆的安全性能，用加权平均剪切应力和累积停留时间分布来评价螺杆的分散混合和分布混合能力。结果表明：随着螺杆间隙的增大，流道中药浆的安全性提高，混合效果变差。     

基于蒙特卡洛方法的滚珠丝杠副运动可靠性分析

对滚珠丝杠副的可靠性分析有利于提高机床的传动精度.用赫兹空间接触理论对滚珠丝杠副的接触变形进行分析,得到了滚珠丝杠副的接触变形量函数.在无法预先确定变形量函数分布类型的条件下,用蒙特卡洛数字仿真方法,实现了滚珠丝杠副运动可靠性分析.用MATLAB生成随机数,并对各参数进行随机抽样,得到滚珠丝杠副的运动误差和运动可靠度值,并得到丝杠各加工尺寸参数精度等级与可靠度的关系曲线.对加工工艺与尺寸误差等因素对滚珠丝杠副运动可靠性的影响作出评价.     

轻钢屋面自攻钉节点在台风作用下时变可靠度研究

为建立台风作用下自攻钉节点灾后性能评估办法,首先基于风洞试验的屋面时程风压系数数据,结合模拟台风的风速和风向信息,利用雨流分析法计算台风过境期间的屋面风压系数矩阵,进而用于不同风速下的节点抗力退化模型计算.其次,结合台风荷载模型,采用蒙特卡罗模拟方法,获得沿海城市自攻钉节点的时变可靠度指标,从而实现基于概率的自攻钉节点抗风性能评估.此外,根据模拟台风方法给出模拟台风的风速及风向的解析解,同时得到了台风致自攻钉节点抗力退化数学模型.通过算例分析得出考虑自攻钉节点的台风致抗力退化会使其可靠度显著下降.在对轻钢屋面自攻钉节点进行可靠度评估时,按照我国规范中的目标可靠指标较为保守.     

基于螺旋理论的3-RRR并联机构设计与仿真

基于螺旋理论分析了一种3-RRR并联机构的自由度和构型.通过分析动平台和各分支机构的约束螺旋系,构造3-RRR串联分支,运用修正Crübler-Kutabath公式计算出其自由度满足3个转动自由度.基于虚拟样机技术建立3-RRR并联机构虚拟仿真模型,进行正向运动学仿真和工作空间分析,从而找到该机构存在的缺陷,为少自由度并联机构运动学和动力学分析提供保证.     

晶格畸变自重构机器人的可达工作空间分析

提出了一种新的晶格可畸变的自重构机器人系统LDSBot,其4个模块可以组成一个平面并联机构式的晶格.首先将晶格简化成“移动副 旋转副 移动副”的等效串联机构,并进行运动分析;然后,根据旋量理论的指数积公式建立正向运动学模型;最后根据模块结构约束和晶格畸变运动约束,利用蒙特卡罗方法对二维和三维晶格的可达工作空间进行求解.结果表明,该晶格式机器人系统具有良好的空间可达性,为大规模自重构机器人系统的应用奠定了基础.