فصل 6
طراحی قسمت مستطیل شکل قالب اکستروژن با 10 سوراخ
1ـ6 معرفی
هدف از شبیهسازی CFD تعیین مطلوب‌ترین شکل قالب شامل dielend و پین و بهترین طول قسمتهای مختلف می‌شود تا بیشترین تعادل جریان در خروجی قالب با ابعاد اکسترود شده دلخواه قسمت عبوری مستطیل شکل با 10 سوراخ گرد مساوی روی خط مرکزی به قطر mm1/1 فراهم کند (عکس 1ـ6 مشاهده می‌شود)
جریان از میان قالب موجود بوسیله Altar inc آسانتر تحلیل شده بود [47]. برخی مدلها دوباره آنالیز شده بود توسط نرم‌افزار Paly flow تا بیشترین تعادل جریان در خروجی قالب را فراهم کند. در نتیجه اساس داده مواد و موقعیت فرایند داده شده در فصل 3 فراهم شده است.
77-97
در قسمت 6.2 هندسه‌ای از مدل ارائه شده است. در قسمت 6.3 یک تعریف کوتاه از توسعه عامل انتهایی مدل برای شبیهسازی ارائه شده است. این قسمت بوسیله مرور جزئیات نتایج اکستروژن در قسمت 6-4 پیگیری می‌شود. این نتایج شامل مروری بر داده‌های سرعت و فشار و حوزه گرمایی علاوه بر کشیدن نقشه برش و سرعت پلیمر می‌شود. همچنین نتایج محاسبات صفحات آزاد اکستروژن معکوس در قسمت 6-4 نمایش داده می‌شود. قسمت 6-5 اجزای مختلف قالب و اهمیت آنها در جریان قالب و تصویر آبی کشیده برای طراحی قالب p در ضمیمه B داده شده است را توضیح می‌دهد.
6-2 هندسه مدل
قالب اکستروژن جریان پلیمر (استیرن) را مهار می‌کند زیر فشار از ورود تا خروج. ورودی دایره‌ای با قطر 0.055m است که برابر با قسمت عبوری خروجی لوله است. جریانهای پلیمر از میان قسمت انتقال و ... i.e و از قسمت عبوری گرد تا قسمت عبوری مستطیل شکل سپس دور شبکه و پل ارتباطی (با استفاده از پین) و از میان منطقه انتقال قالب (انتقال روان از قسمت عبوری مستطیل تا نزدیکی قسمت مستطیل شکل)، و در پایان از میان dieland (عکس 6.2 ملاحظه شود) عبور می‌کند. لبه قالب یک برآمدگی نامنظم قسمت مستطیل شکل است و پینها قسمت عبوری بیضی شکل است.
در هرحال قسمت اکسترود شده و لبه قالب چهار ضلعی متقارن است (شکل 6-2 را ببینید)، هزینه پیچیدگی شبکه و انتقال ساختار قالب تا شبیهسازی نیمی از حوزه جریان واقعی آن ضروری بوده (شکل 6.3 را ملاحظه کنید)
Paly flow در شبیهسازی 3 بعدی جریان قالب و انتقال حرارت مورد استفاده است علاوه بر قسمت عبوری به سمت خارج 35mm در سطح آزاد از قسمت خروجی (نگاه کنید شباهت محاسبات منطقه شبیهسازی شده در شکل 6.4) و عکس 6.5 نشان می‌دهد در نمای نزدیک از پل، پایه‌ها و پینها.
72-98
حیطه محاسبات شبیه هندسه 3 بعدی قالب واقعی و جریان سطح آزاد قالب بعدی جایی که سرعت پخش (توزیع) و تنش آرام در فاصله‌ای کوتاه از قسمت عبوری به خارج از خروجی قالب قرار گیرد برای کاربرد آسان شرایط حدی منطقه فوق به چند زیر منطقه تقسیم می‌شود (شکل 6-4)
74-100
6-3 عامل انتهایی مدل
هندسه سه بعدی پیچیده قالب و ارتباط غیر خطی بین سرعت پلیمر و نرخ برش، پیچیدگی، مش (mesh) عامل انتهایی توسعه داده شده بود تا حل عددی متعادل آسان شود. آن عبارت است از 19479 عامل با سختار شبکه هگزاهیه‌رال در dieland و سطح آزاد شبکه بدون ساختار تتراهیدرال در قسمت باقی‌مانده. گوشه‌های مساوی کج از ساختار شبکه در dieland و سطح آزاد 0.5 کمتر است بعد از ساخت شبکه عامل انتهایی در Gambit و مدل فرستاده شده Palydata و جایی که داده‌های مواد و شرایط مرزی مشخص شده بود.
75-101
6-4 شبیهسازی و نتایج تست موجود
شبیهسازیها با نرم‌افزار ویندوز و با کامپیوتری با سرعت 2-52GHz و با RAM , 1GB قابل اجرا میباشد و برای اجرای کامل یک ساعت از زمان CPU لازم بود. نتایج شبیهسازی معکوس غیر همدما (قسمت dileand جدید). Play flow برای انجام شبیهسازی عددی از قالب اکستروژن توسط داده فرآیند و عامل انتهایی مدل که در بالا توضیح داده شده استفاده شده بود.
سپس نتایج توسط یک تست پردازش Fluentpast بازبینی شد.
نقطه قوت اکستروژن معکوس در نرم‌افزار کاربردی CFD استفاده از فراهم کردن یک dieland تعدیل شده و قسمتهای پین مرکزی برای تولید اکسترود مستطیل شکل با یک سوراخ گرد در مرکز بوده. همان‌طور که در نزدیکترین فصل توضیح دادیم در حدود 5% انحرافات در طول و عرض ممکن است با محدودیتهای شبیهسازی قابل توجیه باشد بعلاوه با تأثیر خنک کردن و انقباض کشش در طول فعالیت اکستروژن می‌توان چنین انتظاری داشت.
76-102
هدف از تولید ابعاد 5% بزرگتر از حالت عادی جبران انقباض و اثر خنک کردن در تنظیمات و همچنین قسمت عبوری انتهایی بود. برنامه بدست آمده در محاسبات برآمدگی مناسب قالب تا سرعت آرامش مذاب در منطقه سطح آزاد همچنین خروجیهای قالب و محاسبات مورد نیاز dieland و حوزه‌های بین مرکزی ابعاد اکسترود شده دلخواه بعد از خروج مذاب از قسمت سطح آزاد را فراهم می‌آورد.
Preland-6-4-1
در ابتدا، برخی شبیهسازیها با گرفتن فقط قالب قابل انجام بودند (به استثنای سطح آزاد) تا مشخص شدن بهترین ابعاد Preland در تعادل بیشتر جریان در خروجی می‌تواند مؤثر باشد. شبیهسازیها با تغییر ابعاد d2 و d0 و d1 انجام شد (در شکل 6-7 نشان داده شده) در 8 مورد، و خروجی قالب در 10 منطقه تقسیم شده بود (در شکل 6-8 دیده شود) و نرخ جریان در هر خروجی در طول تست پردازش گرفته می‌شود. و نتایج در نموداری نمایش داده شده بود در شکل 6-9 دیده می‌شود. مورد 1-4 انجام شده بود با تغییر do (مورد 3 بهتر بود) مورد 3 و 5 و 6 انجام شده بود و با تغییر در d1 (موردها بهتر بود) و در 5 و 7 و 8 تغییر در d2 انجام شد (مورد 5 بهتر بود) از همه موارد مورد 5 از بقیه بهتر بود و ابعاد آن در شبیه‌سازیهای باقی‌مانده استفاده شده بود.
78-104
6-4-2 توزیع فشار
فشار یکی از مهمترین کمیتهای مورد توجه در تحلیل قالب اکستروژن است. در تحلیل فعلی فشار در خروجی صفر بود. این مقدار خوبی است چون یک مرجع برای تفسیر نتایج توضیح زیرا برای استراحت منطقه است. عکس 6-10 و 6-11 توزیع فشار در کل منطقه و روی سطح مشترک نشان می‌دهد. آن می‌تواند مشاهده شود که ادامه کاهش فشار در طول iso-sarfaces از ورودی تا خروجی قالب و فشار ثابت سطح مشترک تا راستای جریان عبوری است، که قسمت گردش دوباره در قالب وجود ندارد نشان داده شده است.
79-105
فشار کم در کل قالب از ورودی تا خروجی بود. فشار کم قالب افزایش خواهد یافت با افزایش در نرخ جریان ـ شبیه‌سازیهای مختلف برای نرخهای جریان مختلف انجام می‌شود و نتایج در جدول و منحنی که براساس فشار کم با نرخ جریان در شکل 6-12 فراهم شده است.
81-107
6-4-3 توزیع سرعت
عکس 6.13 و 6.14 خطوط منحنی بزرگی سرعت در کل منطقه و Iso-surfaceهای مختلف را نشان می‌دهد. حداکثر سرعت پلیمر تقریباً m/s16 است که در قسمت پل بوجود می‌آید. عکس 6-25 سرعت در طول خط مرکزی در خروجی را نشان می‌دهد.
83-109
6-4-4 توزیع حرارت
توزیع حرارت بوسیله حل معادله توزیع معادل انرژی در منطقه قالب فراهم شده است. عکس 6.16 توزیع حرارت پلیمر درطی اکستروژن را نشان می‌دهد. دمای پلیمر ورودی قالب 473k و دیواره‌های قالب دمای 473k را نگه داشته تا تغییر دما در قالب رخ ندهد. در سطح مشترک خروجی پلیمر تا 445k سرد شده تا هنگامی که خارج شود از مجرای عبوری خارجی 3.5cm قالب (چسبندگی اضافه صرف‌نظر می‌شود).
84
6-4-5 نرخ برش، سرعت، و توزیع تنش
با افزایش مقدار رخ داده در منطقه پل و ارزش مقدار چسبندگی از 1026 Pa-S تا 13211 Pa-S نرخ برش کمتر از 96 1/5 است. افزایش درجه چسبندگی نشان دهنده مقداری ماده غیر خطی در شبیهسازی عددی است. عکس 6.17 و 6.18 نمایشی از نرخ برش و چسبندگی را نشان می‌دهد.
85
6-5 پیش‌بینی سطح مشترک آزاد و اکستروژن معکوس
قسمت خروجی قالب نیاز به کسب اکسترود دلخواه با یک منحنی نامنظم است. قسمت مستطیل شکل با 10 پین بیضی شکل همچنین فراهم کردن توسط قابلیتهای معکوس Paly flow. در عکس 6-19 نشان داده شده. هماهنگی لبه قالب توسط شبیهسازی ارائه شده در ضمیمه B فراهم شده است. با فراهم کردن قسمت عبوری و یک نمودار مقایسه نرخ جریان در خروجی قالب در طراحی قالب و تعادل قالب که در شکل 6-20 ارائه شده جریان در خروجی قالب متعادلتر می‌شود. همچنین در شکلهای 6-21 و 6-22 نمودار مقایسه میانگین سرعت و شاخه‌های خروجی مختلف از قالب موجود با میانگین تعادل قالب ارائه شده در گزارش Altair Inc نشان داده شده است.
88
6-6 طراحی قالب
قالب با 10 سوراخ شامل 5 صفحه است. مخزن اکسترو در پلیمر خروجی، ابتدا جریانها از میان تنظیم کننده پمپ مذاب. پمپ 1 و پمپ 2 عبور می‌کند. این 3 صفحه استفاده از تغییر کانال جریان از گرد به مستطیل شکل میباشد.
سپس جریانهای پلیمر از میان صفحه شبکه. شبکه‌ها و پلها در نگه داشتن پینهای توخالی و سوراخهای ارتباطی که ساخته شده از میان پینها، پلها و شبکه‌های وزش هوا هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد. سپس جریانهای پلیمری از میان dielan عبور کرده تا آرام شود قبل از خروج از قالب همه قسمتهای قالب در مونتاژ و شکل انفجاری در شکلهای 6-23 و 6-24 و 6-25 دیده می‌شود. عکس آبی برای کل قالب و اجزای جداگانه رسم شده و در ضمیمه B نشان داده شده است.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 42 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله طراحی برش عمودی مستطیلی قلب اکستروژن با یک سوراخ
