注塑机螺杆流固耦合应力分析及WC强化的实验研究

发布时间：2023-04-05 13:15

　　为获得满足实际生产寿命要求的高耐磨、耐腐蚀注塑机螺杆涂层材料,且涂层材料在复杂应力状态下不会发生开裂、脱落,本研究首先基于流固耦合的数值模拟计算方法,在ANSYS的集成仿真环境下分别模拟讨论了不同物料黏度、螺杆转速、螺杆材料,对螺杆特别是螺棱处的受力及应变的影响,然后在数值模拟的基础上,通过硬度、成分、宏观形貌、显微组织、磨损率、腐蚀速率等考察了分别在不同载荷和不同温度、浓度、腐蚀介质中,WC含量为25%、30%、35%、82%的热等静压烧结试样和WC含量为82%的超音速火焰喷涂Ni基合金涂层的耐摩擦磨损和耐腐蚀性能。通过数值模拟计算发现,加工物料黏度越大,螺杆所受等效应力越大,应变也越大,最大等效应力为305.45 MPa,位于螺杆与花键交界处,远小于螺杆材料的最大许应应力557 MPa,满足强度要求,在入料口到出料口方向上,螺杆所受等效应力逐渐减小,螺棱顶面、背料面、迎料面所受平均压应力依次减小的,且在螺棱三个表面都是在各个面的中部位置所受压应力最大,当螺杆转速增大,螺棱背料面压应力增大,迎料面压应力减小,顶面压应力几乎不变,受螺杆自重影响,螺杆在机筒中主要的应变在竖直方向,即螺杆...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 注塑成型发展现状
    1.2 注塑机系统及螺杆结构简介
    1.3 注塑机螺杆及螺杆涂层研究现状
    1.4 注塑机螺杆流固耦合研究进展
    1.5 主要研究内容及研究思路
2 流固耦合计算模型及实验
    2.1 流体运动控制方程
    2.2 结构分析方程
    2.3 多重参考系模型
    2.4 物性参数及实验材料
    2.5 实验方法
3 注塑机螺杆流固耦合模型
    3.1 螺杆流固耦合建模思路
    3.2 流固耦合模型
    3.3 载荷与边界条件
    3.4 计算模型可靠性分析
4 螺杆受力状态分析及应变预测
    4.1 物料黏度影响
    4.2 螺杆转速影响
    4.3 螺杆材料影响性
    4.4 本章小结
5 超音速火焰喷涂与热等静压烧结WC合金涂层实验研究
    5.1 试样的显微组织观察
    5.2 WC合金涂层磨损性能
    5.3 WC合金涂层腐蚀性能
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3783479