注气口前后段螺杆中聚合物熔体的数值研究

运用Polyflow软件对微孔塑料挤出成型过程中注气口前后段螺杆进行三位瞬态模拟,研究了不同聚合物黏度、不同螺杆转速下注气口处的熔体压力场及熔体质量流量。结果表明,沿轴向640~670 mm处最符合作为超临界气体注入口的工艺条件;注气口处熔体压力在径向范围变化幅度不大,只需在注气口处所注入的超临界气体压力略大于熔体压力即可;随着螺杆转速的增大,注气口处聚合物熔体质量流量也随之增加,且两者之间呈现规律性变化,故可得到在不同螺杆转速下聚合物熔体质量流量大小。     

两种边界条件设置方法在ISPH中的比较

以平板驱动二维腔剪切流作为标准算例,对比考察镜像虚粒子与静态虚粒子两种边界设置方法,分别在两种不可压缩流SPH(ISPH-DF与ISPH-DI)中的应用。结果显示,采用静态虚粒子边界,计算精度更高;ISPH-DF算法较ISPH-DI法更加稳定。     

修正的SPH方法模拟强制旋转动边界问题研究

采用移动最小二乘(movingleastsquares,MLS)修正的光滑粒子流体动力学(smoothedparticlehydrodynamics,SPH)算法模拟了一个强制旋转动边界问题模型。提出了一种施加强制旋转粒子动边界方案。阐述了修正方法的原理并给出了具体的修正操作方法。同时,还构建了静边界模型,并分别使用修正的SPH以及商业软件FLUENT计算。对计算结果的比较分析表明:该修正SPH方法,能够消除压力振荡;该方法及动边界处理方案可以有效计算该强制动边界问题,为进一步计算更加复杂模型奠定了理论基础。同时,该方法对于不同领域中的动边界问题也具有一定参考价值。     

气体流量对管材气辅挤出的影响

将气体简化为广义牛顿流体,并作为单独的内外两层,针对管材型气辅挤出口模,建立了二维有限元模型,并进行了数值模拟,研究了气体流量对口模出口处剪切速率、熔体速度及口模流道中心处熔体压力的影响。研究表明,当气体流入口模流道内,聚合物熔体在口模出口处厚度为-0.85~0.85 mm剪切速率为零,为促使聚合物熔体既满足表面质量不因剪切速率不均引起表面质量缺陷,又满足在厚度方向的尺寸要求(即2 mm),故需将聚合物熔体与气体相汇处的流道沿厚度方向扩大0.3 mm;同时也为了进一步降低因速度梯度大而引起的表面质量缺陷,文中进气体流量为2.512×10-3m/s最佳。因此,当气体作为一种辅助工艺引入到聚合物挤出成型当中,需在两相流相汇处流道沿厚度方向预留足够的空间(本文是预留制品厚度的20%的尺寸)以满足制品的尺寸及表面质量要求。     

基于CUDA的离散粒子系统模拟仿真及其实现

使用CUDA（compute unified device architecture,统一计算架构）,利用GPU（graphic processing unit,图像处理器）强大的并行能力实现DEM（discrete element method,离散单元法）的离散粒子系统模拟仿真。邻域搜索时使用基于哈希表排序的邻域搜索算法,依据CUDA内存模型的特点对系统做出有效的内存规划,并使用CUDA流技术通过将粒子碰撞和数据输出分割成4个流异步执行,来隐藏数据拷贝的部分延迟。通过使用CUDA的事件作为GPU计时器监测,实验证明本文中的并行搜索算法的执行效率很高,而使用合理的内存策略和流技术也可以有效的提高系统盼性能。     

人工神经网络在CO2气体保护焊实时监测中的应用

利用人工神经网络的训练结果可以对焊接过程的各类特征参数进行合理评价.利用LVQ神经网络模型,根据实验采集分析得到的CO2气体保护焊不同焊接工艺条件下焊接电流和焊接电压的概率密度分布曲线以及短路过渡时间和燃弧时间等的时间频数分布曲线,在Matlab神经网络工具箱中开发出焊接过程神经网络识别器,可以自动识别焊接过程中各种干...     

不可压缩SPH方法模拟非牛顿流边界设置

基于不可压缩SPH(ISPH)算法,针对螺杆挤出螺槽横截面内非牛顿流的计算,对镜像粒子法和静态粒子法两种边界设置方法进行研究。对比分析计算得到的速度场、粘度场、剪切应变率分布发现,使用静态粒子法计算的边界附近粒子的粘度场分布之所以不会剪切变稀,是因为剪切应变率计算的错误造成;而采用镜像粒子法则不会出现这种问题。该研究为不可压缩SPH方法在聚合物挤出加工模拟中的应用打下基础。     

基于不可压缩光滑粒子流体动力学的旋转强制动边界问题研究

利用不可压缩光滑粒子流体动力学(Incompressible smoothed particle hydrodynamics,ISPH)方法,针对螺杆挤出数值模拟中提出的旋转强制动边界问题,采用FORTRAN语言编程,进行模拟计算。采用"静态粒子法"构建二维旋转强制动边界模型,同时构建基于相对运动假设的静边界模型。采用"参考压力法"解决了"张力不稳定性"。通过将旋转动边界模型的计算结果与静边界模型,以及商业软件FLUENT的计算结果进行比较研究,结果表明:该动边界处理方法简单有效,适当选取分辨率可以同时满足计算精度与运算速度的要求,选择具有高阶可导的核函数更佳。为三维复杂模型模拟奠定了基础。同时,该方法对于不同领域中的动边界问题的研究也具有一定参考价值。     

两种SPH算法在模拟不可压缩流中的比较

基于二维腔剪切流模型,对弱可压缩光滑粒子流体动力学（WCSPH）和不可压缩光滑粒子流体动力学（ISPH）两种SPH算法进行了对比分析。分别使用了排斥力方法与静态粒子法来设置边界。结果显示：ISPH算法在计算速度场和压力场时,计算精度均较WCSPH算法高;时间步长不像WCSPH算法受声速的限制,计算效率更高。     

基于PLC和触摸屏的气辅挤出气体控制系统的设计

基于PLC和触摸屏设计了一套气体控制系统。其包含的气体加热装置为内含加热棒的容器。该容器上安装有压力与温度传感器。当触摸屏设置的目标控制参数与检测到的值存在偏差,可编程逻辑控制器(PLC)将进行比例积分微分(PID)运算与脉宽调制(PWM),并将转换后的控制信号分别输出到气压电磁阀与固态继电器(控制加热棒),最终实现气体压力与温度的调节。经试验证明,该系统控制精度高,人机界面简洁美观,具有良好的可扩展性,在聚合物气辅挤出实验中运行稳定。