管材挤出机头流道参数化设计及流场分析-机械设计及理论专业论文.docxVIP

北京化工大学硕士研冀}生掣娜电’沦文管材挤出机头流道参数化设计及流场分析 北京化工大学硕士研冀}生掣娜电’沦文 管材挤出机头流道参数化设计及流场分析 摘要 塑料管材可以替代传统材料的管材，并且可以进行多种功能性设 计，有着很广泛的适用性，在新领域中应用的需求在不断地增加。因 此，对管材挤出机头的设计方法以及参数的合理性开展研究是一项非 常有意义的工作。 在以往的管材机头流道设计中，一般都是根据经验数据进行设计， 其后果往往会给制品的挤出造成很大的不稳定性和不可预见性，进而 造成人力、物力及财力的浪费。芯棒式管材挤出机头是应用最为广泛 的机头，虽然管材规格不同，但机头流道的结构形式基本相同。本课 题对此种机头的设计方法进行了研究，实现了对其流道的参数化设计， 并利用有限元分析软件(ANSYS)，对不同参数流道的流场进行了分析， 进而得出各机头参数对制品挤出影响的规律。 本文提出并建立了适合管材挤出主要性能指标的参数化数学模 型、物理模型和有限元模型。代入管材常用挤出塑料的参数，利用 ANSYS有限元软件进行了三维流场计算，对物料在流道内的流动过程 进行了模拟，求出了流场的速度分布和压力分布，研究了物料在机头 流道内的流动机理。分析讨论了机头几何要素、物料物性和工作参数 等改变时对流道压力场和速度场以及机头出料均匀性的影响。 本课题为机头设计提供了一种方法，即利用具有良好图形用户界 t 北京化工大掌硕畦．】开究生掌位论文 北京化工大掌硕畦．】开究生掌位论文 面的参数化设计语言(Visual C++)，结合ANSYS有限元软件自带的 APDL(Ansys Parametric Design Language)语言，实现了芯棒式管材 挤出机头流道的参数化设计，并利用ANSYS有限元分析软件对其流场 进行模拟计算和分析，以获得较为适宜的机头几何参数。这样，既可 以大大提高设计效率，又可以减少设计的盲目性，进而缩短机头设计 制造的周期，减少不必要的耗费。 关键词：芯棒式管材机头，有限元法，参数化设计，APDL语言，Visual C++，流道流场分析 n PARAMETRIC PARAMETRIC DESIGN AND FLOW FIELD ANALYSIS oF PIPE DIE FOR EXTRUSION ABSTRACT Because many pipes made of traditional materials are placed by plastic pipes which Can be functionally designed and used in many ways． Applications of plastic pipes in many new fields are constantly increased． Therefore，it is a significative project to do some theoretical research to the pipe dies for extrusion． During traditional design of pipe dies for extrusion，experiential method was often used，SO that the great instability and unknowability in products and the big waste of manpower and material resources were usually resulted．The mandrel pipe dies for extrusion have the most extensive use．Although the specification of pipe dies is different，their typical flow channels are basically similar．Some research has been done in this article to find a new design method for this kind of die．A finite element analytical software(ANSYS)was used to analyze the flow field under different parameters．And the rule that different die parameters 111 affected affected on the extrusion products was found．In this article