2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一種綜合性能優(yōu)異的工程塑料,具有很好的耐腐蝕、耐磨、耐低溫、耐沖擊性,且不易與其他物體粘結(jié),因此被應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。UHMWPE均分子量為150萬以上,分子量極高,熔融黏度高,臨界剪切速率很低,在實(shí)際的螺桿擠出過程中容易發(fā)生壁面滑移,影響擠出產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此壁面滑移條件下,研究UHMWPE單螺桿擠出過程,對實(shí)際生產(chǎn)有重要的意義。
  電磁感應(yīng)加熱方法和傳統(tǒng)的電加熱方法相比,具有節(jié)能、溫升快和加

2、熱均勻等優(yōu)點(diǎn),有很好的應(yīng)用前景。螺筒是塑料擠出機(jī)的關(guān)鍵裝置,決定了塑料的塑化質(zhì)量和生產(chǎn)效率,研究螺筒感應(yīng)加熱過程,對塑料擠出機(jī)的研制具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
  本文首先基于聚合物流變學(xué)理論,在壁面滑移條件下,利用Polyflow軟件,建立了螺桿和熔體的幾何模型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分;然后通過建立數(shù)學(xué)模型、施加邊界條件、選擇計算方法,模擬了UHMWPE單螺桿擠出過程,獲得了不同滑移系數(shù)下沿著螺槽的速度、垂直于螺槽的速度和螺槽間壓力的分布

3、。研究表明,對于UHMWPE單螺桿擠出過程,隨著滑移系數(shù)的增大,熔體沿著螺槽方向的速度和垂直于螺槽方向的速度增大,螺桿的擠出產(chǎn)量和混合質(zhì)量提高;同時熔體在螺槽間的壓力增大,且壓力降增大不利于擠出過程的穩(wěn)定性。
  進(jìn)一步基于傳熱學(xué)原理,在非等溫條件下,建立了UHMWPE單螺桿擠出有限元模型,利用參數(shù)漸進(jìn)計算方法,模擬獲得了熔體的溫度、剪切生熱、剪切速率、黏度和壓力的分布,同時與等溫條件下的模擬結(jié)果進(jìn)行了對比分析。研究表明,非等溫條

4、件下,熔體在螺筒和螺棱間隙處剪切速率最大,剪切生熱最大,黏度最小,熔體溫度最高值出現(xiàn)在螺棱附近。非等溫條件和等溫條件下相比,黏度減小;螺棱間壓力的最大值減小,但差值較小;螺桿所受的力和扭矩減小。
  然后基于電磁感應(yīng)加熱原理,利用Ansys軟件,定義材料特性和分析單元,建立了螺筒感應(yīng)加熱二維有限元模型,運(yùn)用電磁場和溫度場耦合技術(shù),模擬了螺筒的感應(yīng)加熱過程,獲得了螺筒溫度隨時間的變化。研究表明,相等加熱時間內(nèi),隨著加熱頻率的增加,螺

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