文档介绍：63栏目主持:齐健投稿信箱:******@CAD/CAM与制造业信息化·2013年第10期三复合薄膜共挤机头流场仿真计算,是近年来吹膜机组研发新采用的设计计算手段,它可以通过仿真计算,判别设计结构和参数优劣。本文利用高分子材料有限元分析专业软件,对实际使用的大型三复合薄膜吹塑机组进行机头流道仿真计算,对设计进行检验和校核,初步实践了高分子材料仿真软件在产品研发中的作用和价值,为今后的软件使用积累了经验。三层复合薄膜共挤机头流场仿真分析□大连橡胶塑料机械股份有限公司徐玉兴李国胜一、项目背景随着塑料薄膜的应用越来越广泛,单一塑料薄膜已经不能满足生产中薄膜包装材料一些特殊性能的需要(如透气、防水、保温及韧性等),需要多种性能物料共挤在一起,形成多功能的塑料薄膜,以发挥多种材料的优点,规避单种材料或者单层膜的一些缺点。在这种情况下,多层共挤吹膜机组出现了,主要是由多台挤出机分别挤出不同的物料,通过复合机头将多种物料共同挤出,并通过内外风环吹塑、上牵引及卷取等工序,将薄膜成型。复合机头是共挤吹膜机组的核心部分,它将来自多台挤出机的不同材料(或相同材料)的塑料熔体融合在一起后共同挤出,复合机头的结构影响着薄制品的质量和生产效率,是吹膜机组设计的关键环节。本研究以实际使用的三层复合吹膜挤出机螺旋机头为例,用高分子流场分析软件(POLYFLOW),对其进行了内部物料流场的模拟分析,得到三复合膜机头各流道内每一个结构部位的熔体流动的速度场、压力场、剪切速率场、粘度场以及熔体介质的流线等仿真结果,在机组试车后,检验复合机头的使用效果,如效果不好,修改流道结构。为今后研发复合机头提供方法参考和技术路线。二、(1)三台挤出机采用原料。◎LDPE牌号:2426F(大庆、扬巴)。◎LLDPE牌号:7047(吉化、大庆)。◎每层挤出机原料配比相同:LDPE∶LLDPE=25%∶75%。(2)三台挤出机产量。◎内层为90挤出机,流场分析按180Kg/h进行(设计最大产量:220Kg/h)。◎中层为105挤出机,流场分析按250Kg/h进行(设计最大产量:300Kg/h)。◎外层为90挤出机,流场分析按180Kg/h进行(设计最大产量:220Kg/h)。(3)吹膜机其他数据。◎制品宽度(折径):4米。◎膜制品牵引速度:13m/min。◎膜泡内温度:约80℃。◎膜泡内压力:约4300Pa。◎挤出温度:210℃。(1)熔体粘度对剪切速率的变化由Bird-Carreau模型给出:(2)对于分析材料,挤出温度为210℃,POLYFLOW系统中有LDPE493K即220℃的材料属性,因温度相近,取该材料属性进行分析。(3)根据设计提供的密度,综合文献资料,取物料密度为920kg/m3。(4)对内、中、外三层及出口共挤段分别进行流场分析,因为结构及流场的周期性,取结构的1/12作为研究对象,中部做镜像对称设置,外部螺旋槽做周期对称设置,划分网格及求解。(5)在POLYFLOW中选取广义牛顿流体等温流动类型分析,忽略温度、重力和惯性力影响。(6)熔体流动为层流流动,壁面无滑移。(7)流体为不可压缩流体,流道全充满。(1)在I-DEAS V5中建立三个流道及共挤出段的三维模型。(2)在ANSY