《微孔發泡注塑成型形態與製品性能數值模擬》是依託上海交通大學，由嚴波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微孔發泡注塑成型形態與製品性能數值模擬
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：嚴波
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微孔氣泡形態控制是微孔發泡注塑工藝的關鍵技術，決定了最終製品的性能，研究微孔氣泡形態演化和微孔發泡注塑工藝成形性分析，對於獲得優質的微孔發泡製品具有十分重要的意義。本項目擬從兩個層次研究微孔發泡注塑工藝：(1)微孔氣泡成核、長大機理研究。建立加工流場、填料、結晶等環境因素下的氣泡異相成核、長大模型，研究氣泡在流場中的輸運遷移，模擬製品最終氣泡密度、尺寸和分布規律；(2)微孔發泡注塑工藝的可成型性分析及製品的工作性能預測。建立成型中充填、冷卻、成型過程的數理方程和數值算法，開發相應的數值模擬軟體，研究成型過程的基本規律，根據成型後製品的氣泡形態，採用均勻化理論實現巨觀尺度製品與介觀尺度氣泡微結構的無縫銜接，對製品的巨觀工作性能進行定量分析。基於上述工作，結合實驗對比，為檢驗和改進氣泡成核與長大模型、評價微孔發泡注塑成型產品設計、模具結構和工藝條件提供科學方法和依據。
結題摘要
微孔氣泡形態控制是微孔發泡注塑成型工藝的關鍵技術，決定了最終製品的物理性能和表觀性能，研究微孔氣泡形態演化和微孔發泡注塑工藝成形性分析，對於獲得優質的微孔發泡製品具有十分重要的意義。本項目研究了微孔氣泡成核、長大機理。研究了加工流場、填料、結晶等環境因素下的氣泡異相成核、生長模型，採用有限差分計算氣泡生長模型，研究氣泡的形態控制的注塑成型工藝因素；根據界面兩側相鄰有限體積流動剪下應力和熱流量相等的原則，考慮到相鄰有限體積內粘度和熱傳導係數的差異，提出了改進的有限體積法，提高了有限體積法模擬注塑成型過程的數值穩定性和計算精度，該方法還可套用於粘度變化比較大的其它單一流體或多種流體的耦合數值模擬；建立了微孔發泡注塑成型中充填、冷卻過程的有限體積法計算模型，開發了相應的數值模擬軟體，研究微孔發泡注塑成型過程的基本規律，分析成型後製品的氣泡形態分布和製品孔隙率分布，預測微孔發泡注塑製品的力學性能。開發的微孔發泡注塑成型模擬軟體將為檢驗和改進氣泡成核與長大模型、評價微孔發泡注塑成型產品設計、模具結構和工藝條件提供科學方法和依據。
