典型含能材料单螺杆压伸过程模拟分析

发布时间：2021-04-06 19:27

　　螺压成型工艺是含能材料成型加工的重要方式,物料在压伸过程中同时存在着剪切、混合与塑化作用,易受外界环境及工艺条件影响而带来风险。首次应用VEL软件对典型含能材料的单螺杆压伸成型过程进行模拟计算,得到了整个挤出过程的固体床曲线、速度、压力、剪切、温度等数值结果,同时运用POLYFLOW软件进一步分析了均化段的流场分布情况,进而对VEL的模拟结果进行验证和补充。最后,使用VEL软件分析了影响压伸过程的工艺参数和螺杆结构参数,从而为实际设备和安全加工工艺的优化提供参考。根据数值模拟结果:挤出压力在23 MPa左右,物料挤出速度约为1.85 mm/s;螺杆温度、螺杆转速和螺杆压缩比均对安全压伸过程有较大影响。料温随螺杆温度升高而增大,而压力下降;螺杆转速增大会引起较大的温升,易造成危险,故不宜提高螺杆转速;而压缩比增大对建压过程有利且不易引起温升,故可在安全压力范围内适当增大压缩比。 

【文章来源】：固体火箭技术. 2020,43(05)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

材料数据建立过程

使用VEL软件对5组不同温度下的流变数据进行拟合，得到如图2所示粘度曲线，拟合所得方程与所用流变数据的拟合度达到98%。得到方程参数:m=5.86×106,n=0.15,b=0.025 6，并取参考温度T0=90℃。随后完成其余物料参数的设置，包括密度、比热容、热导率、熔融焓、物料与螺杆及机筒的摩擦系数等。2 构建物理模型及设置工艺条件

在软件的单螺杆挤出模块中构建参数化物理模型。具体操作:在挤出机结构设置界面窗口完成各项参数的设置，包括料斗尺寸、螺杆各区段结构和沟槽机筒结构。设置的整机示意图如图3所示。如图3所示，下面部分为整个设备的示意图，上面部分对应为固体输送段和均化段的螺槽结构示意图。主要的结构参数如表1所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]典型含能材料压延塑化过程模拟分析[J]. 彭昭宇,薛平,宋秀铎,张军,贾明印.  固体火箭技术. 2019(05)
[2]含能材料连续挤出技术的应用现状及发展[J]. 马秀清,金律,张亚军,董力群,辛锋,李晓卫.  塑料. 2018(05)
[3]螺杆挤出技术加工火炸药的研究进展[J]. 岳梦岩,薛平,宋秀铎,张军,贾明印.  中国塑料. 2015(12)
[4]螺杆结构对一种改性双基推进剂代用料加工工艺的影响[J]. 韩民园,郑建利,朱开金,陈亚丽.  固体火箭技术. 2011(05)
[5]含能材料和含能材料学科的进展（1）[J]. 王泽山.  化工时刊. 1995(07)

硕士论文
[1]单螺杆螺压过程推进剂流变参数及物料混合特性的数值模拟研究[D]. 周克.南京理工大学 2015
[2]双基推进剂螺压挤出成型工艺流变特性的数值模拟研究[D]. 钟婷婷.南京理工大学 2015



本文编号：3121997