圆盘式拉伸流变测量仪动力学特性研究
发布时间：2022-07-19 13:05
高分子材料流变性能的测量,不仅能为材料选择、配方与加工工艺设计提供基础数据,还能为优化口模结构、改进成型设备提供可靠的定量依据。拉伸流变在聚合物成型加工中具有的节能降耗、分散混合效果好、对物料适应性广、传质传热效率高等优势,引发了国内外学者对聚合物拉伸流变塑化加工方法及设备的研究热潮,使得人们对材料拉伸流变性能测量的需求也日益迫切,然而目前还缺少能够广泛推广和应用的拉伸流变测量技术。基于此,华南理工大学瞿金平教授团队设计并研制出了第一代圆盘式拉伸流变仪,用于高分子材料拉伸流变特性的测量与表征。本文在原有拉伸流变仪的基础上,优化了部分结构并增加了进料塑化装置,改善了挤压机构对中性,提高了物料塑化均匀性和排气效果。本文论述了新一代拉伸流变仪的测量原理与结构,建立了圆盘式拉伸流变测量仪传动系统的动力学模型,分析了电机转动惯量、减速机速比对系统稳定性的影响,发现电机转动惯量或减速机速比过大,会导致活塞下压时惯性过大,影响系统稳定。本文开展系列实验,探究了不同工艺参数对丝杠驱动力矩与活塞所受压力的影响。研究结果表明:实验材料的熔融指数越低,丝杠驱动力矩和活塞所受压力越大;升高实验温度,丝杠的驱动...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
物理量名称与符号表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 熔体流动类型与拉伸流场的优势
1.2.1 聚合物成型加工中的基本流动
1.2.2 拉伸流场在成型加工中的优势
1.3 聚合物流变测量技术研究现状
1.3.1 流变性能测量技术的类型
1.3.2 剪切流变测量技术研究现状
1.3.3 拉伸流变测量技术研究现状
1.4 课题的研究目的、意义、内容和创新点
1.4.1 研究的目的和意义
1.4.2 研究的主要内容
1.4.3 本文的创新点
1.5 本章小结
第二章 圆盘式拉伸流变测量仪的原理与结构设计
2.1 圆盘式拉伸流变测量仪的原理
2.1.1 流变仪的关键结构参数
2.1.2 流变仪中的流场分析
2.1.3 流变仪的测量原理
2.2 圆盘式拉伸流变测量仪的结构设计
2.2.1 挤压系统
2.2.2 进料塑化装置
2.2.3 驱动推进系统
2.2.4 加热系统
2.2.5 控制系统
2.3 本章小结
第三章 传动系统动力学模型的建立
3.1 传动系统结构模型
3.2 传动机构动力学模型
3.2.1 伺服电机的动力学模型
3.2.2 减速机的动力学模型
3.2.3 丝杠副的动力学模型
3.2.4 挤压部分的动力学模型
3.3 传动系统动力学模型
3.4 动力学模型相关参数的确定
3.5 本章小结
第四章 实验方案的设计
4.1 实验材料
4.2 实验内容和步骤
4.2.1 实验内容
4.2.2 实验步骤
4.3 实验装置和参数
4.3.1 实验装置
4.3.2 实验参数
4.4 本章小结
第五章 实验与仿真结果的分析
5.1 不同工艺参数对TS和Px的影响
5.1.1 实验材料对TS和Px的影响
5.1.2 实验温度对TS和Px的影响
5.1.3 电机最大转速对TS和Px的影响
5.2 动力学相关参数的实验测定
5.2.1 C_s'和C_(f1)的实验测定
5.2.2 F_x的实验测定
5.3 不同工艺参数对系统动态特性的影响
5.3.1 实验材料对系统动态特性的影响
5.3.2 实验温度对系统动态特性的影响
5.3.3 电机最大转速对系统动态特性的影响
5.3.4 当量阻尼系数对系统动态特性的影响
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]毛细管流变仪在聚合物检测中的应用与研究进展[J]. 贺磊,柳盛,郭凡,王学智,陈方园. 杭州化工. 2019 (03)
[2]体积拉伸流场作用下PP/纳米TiO2共混物的热学及力学性能研究[J]. 罗豪,苏烨琳,张桂珍,殷小春,瞿金平. 塑料工业. 2017(09)
[3]叶片挤出机制备PA6/CSW复合材料的结构与性能[J]. 胡杰,张海琛,李建波,张桂珍,瞿金平. 塑料. 2016(04)
[4]叶片式正位移挤出机对PS/HDPE混合效果的影响[J]. 殷小春,曾文兵,汤邦,潘映雪,杨智韬,瞿金平. 材料科学与工艺. 2014(02)
[5]旋转流变仪在油脂研究中的应用[J]. 张智明,张虹,毕艳兰,孙晓洋,徐学兵. 中国油脂. 2013(09)
[6]基于叶片挤出机加工的PP/PS共混体系相形态研究[J]. 余晓鹏,瞿金平,谭斌,陈惠灼,刘树荣. 塑料工业. 2012(05)
[7]聚合物体系拉伸流变行为的表征及研究进展[J]. 李强,曾琼,杨其,孔米秋,黄亚江. 高分子通报. 2012(03)
[8]聚合物流体拉伸流变测量技术的进展[J]. 钟磊,梁基照. 材料导报. 2011(01)
[9]基于拉伸流动的聚合物复合材料分散混合研究进展[J]. 何光建,殷小春,瞿金平. 塑料. 2010(03)
[10]液压脉振注塑中螺杆振动系统阻尼特性分析[J]. 王权,瞿金平. 现代塑料加工应用. 2009(06)
博士论文
[1]基于拉伸流变的UHMWPE熔融挤出过程及其结构与性能研究[D]. 张海琛.华南理工大学 2016
[2]聚乳酸复合体系在体积拉伸流场中相态演化与机理研究[D]. 贾仕奎.华南理工大学 2014
[3]体积拉伸作用下聚合物熔融过程形态演变及其分散混合特性[D]. 张宁.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]PPS/PMVS共交联增韧结构控制研究[D]. 姜涛.西南科技大学 2017
[2]基于圆盘流变仪的聚合物拉伸粘度测量与表征[D]. 吴明坤.华南理工大学 2017
[3]成型加工流场中黏弹性高分子熔体的流变响应分析[D]. 李文文.青岛科技大学 2016
[4]高压毛细管流变仪的研制[D]. 周国奎.哈尔滨理工大学 2015
[5]基于光电角度传感器的同轴双筒流变仪的研制[D]. 邓建.中国海洋大学 2014
[6]PE/CaO复合材料的性能及流变行为研究[D]. 游瑞云.福建师范大学 2007
[7]压力式毛细管流变仪的研究[D]. 索雪连.哈尔滨理工大学 2006
本文编号：3663468
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
物理量名称与符号表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 熔体流动类型与拉伸流场的优势
1.2.1 聚合物成型加工中的基本流动
1.2.2 拉伸流场在成型加工中的优势
1.3 聚合物流变测量技术研究现状
1.3.1 流变性能测量技术的类型
1.3.2 剪切流变测量技术研究现状
1.3.3 拉伸流变测量技术研究现状
1.4 课题的研究目的、意义、内容和创新点
1.4.1 研究的目的和意义
1.4.2 研究的主要内容
1.4.3 本文的创新点
1.5 本章小结
第二章 圆盘式拉伸流变测量仪的原理与结构设计
2.1 圆盘式拉伸流变测量仪的原理
2.1.1 流变仪的关键结构参数
2.1.2 流变仪中的流场分析
2.1.3 流变仪的测量原理
2.2 圆盘式拉伸流变测量仪的结构设计
2.2.1 挤压系统
2.2.2 进料塑化装置
2.2.3 驱动推进系统
2.2.4 加热系统
2.2.5 控制系统
2.3 本章小结
第三章 传动系统动力学模型的建立
3.1 传动系统结构模型
3.2 传动机构动力学模型
3.2.1 伺服电机的动力学模型
3.2.2 减速机的动力学模型
3.2.3 丝杠副的动力学模型
3.2.4 挤压部分的动力学模型
3.3 传动系统动力学模型
3.4 动力学模型相关参数的确定
3.5 本章小结
第四章 实验方案的设计
4.1 实验材料
4.2 实验内容和步骤
4.2.1 实验内容
4.2.2 实验步骤
4.3 实验装置和参数
4.3.1 实验装置
4.3.2 实验参数
4.4 本章小结
第五章 实验与仿真结果的分析
5.1 不同工艺参数对TS和Px的影响
5.1.1 实验材料对TS和Px的影响
5.1.2 实验温度对TS和Px的影响
5.1.3 电机最大转速对TS和Px的影响
5.2 动力学相关参数的实验测定
5.2.1 C_s'和C_(f1)的实验测定
5.2.2 F_x的实验测定
5.3 不同工艺参数对系统动态特性的影响
5.3.1 实验材料对系统动态特性的影响
5.3.2 实验温度对系统动态特性的影响
5.3.3 电机最大转速对系统动态特性的影响
5.3.4 当量阻尼系数对系统动态特性的影响
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]毛细管流变仪在聚合物检测中的应用与研究进展[J]. 贺磊,柳盛,郭凡,王学智,陈方园. 杭州化工. 2019 (03)
[2]体积拉伸流场作用下PP/纳米TiO2共混物的热学及力学性能研究[J]. 罗豪,苏烨琳,张桂珍,殷小春,瞿金平. 塑料工业. 2017(09)
[3]叶片挤出机制备PA6/CSW复合材料的结构与性能[J]. 胡杰,张海琛,李建波,张桂珍,瞿金平. 塑料. 2016(04)
[4]叶片式正位移挤出机对PS/HDPE混合效果的影响[J]. 殷小春,曾文兵,汤邦,潘映雪,杨智韬,瞿金平. 材料科学与工艺. 2014(02)
[5]旋转流变仪在油脂研究中的应用[J]. 张智明,张虹,毕艳兰,孙晓洋,徐学兵. 中国油脂. 2013(09)
[6]基于叶片挤出机加工的PP/PS共混体系相形态研究[J]. 余晓鹏,瞿金平,谭斌,陈惠灼,刘树荣. 塑料工业. 2012(05)
[7]聚合物体系拉伸流变行为的表征及研究进展[J]. 李强,曾琼,杨其,孔米秋,黄亚江. 高分子通报. 2012(03)
[8]聚合物流体拉伸流变测量技术的进展[J]. 钟磊,梁基照. 材料导报. 2011(01)
[9]基于拉伸流动的聚合物复合材料分散混合研究进展[J]. 何光建,殷小春,瞿金平. 塑料. 2010(03)
[10]液压脉振注塑中螺杆振动系统阻尼特性分析[J]. 王权,瞿金平. 现代塑料加工应用. 2009(06)
博士论文
[1]基于拉伸流变的UHMWPE熔融挤出过程及其结构与性能研究[D]. 张海琛.华南理工大学 2016
[2]聚乳酸复合体系在体积拉伸流场中相态演化与机理研究[D]. 贾仕奎.华南理工大学 2014
[3]体积拉伸作用下聚合物熔融过程形态演变及其分散混合特性[D]. 张宁.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]PPS/PMVS共交联增韧结构控制研究[D]. 姜涛.西南科技大学 2017
[2]基于圆盘流变仪的聚合物拉伸粘度测量与表征[D]. 吴明坤.华南理工大学 2017
[3]成型加工流场中黏弹性高分子熔体的流变响应分析[D]. 李文文.青岛科技大学 2016
[4]高压毛细管流变仪的研制[D]. 周国奎.哈尔滨理工大学 2015
[5]基于光电角度传感器的同轴双筒流变仪的研制[D]. 邓建.中国海洋大学 2014
[6]PE/CaO复合材料的性能及流变行为研究[D]. 游瑞云.福建师范大学 2007
[7]压力式毛细管流变仪的研究[D]. 索雪连.哈尔滨理工大学 2006
本文编号：3663468
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3663468.html
