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密炼机部分充满流场的二维非稳态数值模拟被引量：1: 2015年; 以两相流模型为研究对象,利用流体力学软件FLUENT的流体体积函数(VOF)模型和动网格技术,对部分充满密炼机内的丁苯橡胶胶料-空气两相流动进行二维非稳态数值模拟,对胶料空间分布和不同区域的流场进行了详细分析。结果表明,利用VOF模型可以较真实地模拟出胶料自由界面的动态变化,得到胶料-空气两相的瞬时分布;密炼机部分充满时胶料受到转子剪切后在密炼室壁上黏附形成胶料层,转子背后形成空隙,较容易实现物料的传递和交换;适当的填充系数能够使转子棱推进区总是充满物料,且能提供较高的剪切应力使填料聚集体破碎分散;在转子背后形成不被胶料占据的空隙,扰动胶料的层流流动,并促进胶料的运动、反转和交换。; 刘金朋李凡珠杨海波张立群; 关键词：密炼机动网格技术

哈克密炼机三维流场的非等温数值模拟研究被引量：2: 2016年; 利用流体力学计算软件Fluent对69 cm^3哈克密炼机内的聚合物熔体进行了三维非等温非稳态数值模拟,得到三维流场的瞬时温度分布,并对熔体与密炼室之间的热量传递过程进行了分析。结果表明:当粘性耗散生热量等于向外传热量时,达到热平衡状态,熔体平均温度不再变化。由于聚合物熔体具有较高的粘性生热,仅靠自然对流不足以使密炼室壁保持初始的设定温度,壁温会有所增加。流场的混合指数分布说明混合流场中剪切流动占主导地位,还包括一小部分拉伸流动和收敛流动。; 刘金朋李凡珠杨海波张立群; 关键词：热传递自然对流

橡胶材料单轴拉伸疲劳寿命预测的有限元分析被引量：8: 2015年; 应用Abaqus/CAE有限元分析软件模拟哑铃形橡胶试样在单轴拉伸载荷下的Mises应力和拉格朗日应变分布,提取节点处的数据作为原始数据,导入Matlab二次开发的橡胶疲劳寿命计算程序,得到材料各个节点的疲劳寿命,再利用Python语言将计算结果导回Abaqus/Visualization模块,得到橡胶材料疲劳寿命云图。分析结果与相关试验数据基本相符。; 李凡珠刘金朋杨海波卢咏来张立群; 关键词：橡胶材料有限元分析

基于ABAQUS软件二次开发的橡胶疲劳寿命计算结果的可视化被引量：1: 2015年; 基于ABAQUS有限元分析软件得到橡胶材料单轴拉伸试件的二维模型、圆柱试件的轴对称模型以及哑铃形试件的三维模型的应力-应变结果,将3种试件的应力-应变数据导入二次开发的橡胶疲劳寿命分析程序中,得到各个模型每一节点的对数疲劳寿命和裂纹扩展平面的法向角度。利用Python语言编写程序,运行并生成ABAQUS对应的输出数据库文件。结果表明,二维、轴对称、三维模型的应力分布具有一致性,即试件中部受力大,两端受力小。对于二维及三维的哑铃形试件,疲劳寿命最小值出现在试件中部;对于轴对称的圆柱试件,除试件中部较易破坏外,变形较大的上下端面的边缘位置亦容易发生破坏。3种模型的试件中部产生微裂纹后,裂纹扩展平面的法向角度均为90°,即裂纹沿试件中部且垂直于拉伸方向不断扩展,与试验结果相一致。本研究解决了二维、轴对称、三维模型的二次开发计算结果可视化的问题。; 李凡珠刘金朋杨海波卢咏来张立群; 关键词：ABAQUS软件橡胶材料应力-应变可视化

相向/同向转子密炼机混合效率的数值模拟被引量：2: 2015年; 分别建立相向旋转和同向旋转转子密炼机混炼流场的物理模型、数学模型和有限元模型,并用计算流体动力学软件Fluent对三维等温流场进行模拟。通过对模拟结果的后处理和对粒子轨迹的统计,对相向和同向旋转转子密炼机的分散混合和分布混合性能进行了对比研究和定量描述。相向转子密炼机分散混合性能好;相向和同向转子密炼机最终混合分布能力相近。; 刘金朋李凡珠杨海波张立群; 关键词：密炼机有限元分析

填充橡胶材料循环加载的本构行为及数值拟合被引量：7: 2017年; 使用电子万能材料试验机对炭黑填充的橡胶材料进行单轴循环加载,对稳定后的应力-应变曲线进行数值拟合。对加载段的应力-应变曲线采用Marlow,Arruda Boyce,Van der Waals和Yeoh等超弹性本构模型进行描述,对卸载段的应力-应变曲线采用Mullins模型,即应力软化模型进行描述,对永久变形行为采用塑性变形模型进行描述,并使用反分析方法确定Mullins方程的参数。结果表明,Marlow超弹性模型对加载段的应力-应变曲线拟合效果最好,Mullins模型可较好地描述大应变时卸载段的应力-应变曲线,但无法拟合出材料的永久变形行为;将Marlow超弹性本构模型、Mullins模型以及塑性变形理论相结合,可以精确地描述橡胶材料的循环加载与卸载条件下的应力应变行为。; 李凡珠刘金朋卢咏来张立群杨海波; 关键词：橡胶材料应力-应变曲线本构模型

本构方程对橡胶材料裂纹尖端J积分有限元分析结果的影响被引量：5: 2015年; 以电子万能试验机得到的橡胶材料的应力-应变曲线为原始数据,在Abaqus有限元分析软件中拟合了17种高弹性本构方程,对比了各本构模型的拟合结果和稳定性,分别将其作为材料模型,对含裂口的纯剪切试件裂纹尖端的J积分进行分析,并将计算结果与实验数据进行了对比。研究表明,本构模型对于裂纹尖端的J积分数值影响较大,各个模型的分析精度有所不同,故在橡胶材料的有限元分析中需要特别注意材料模型的选取。; 李凡珠张树柏刘金朋杨海波卢咏来张立群; 关键词：本构方程橡胶材料高弹性 J积分

新型4:1转子与传统剪切型转子混合效率对比研究被引量：3: 2016年; 利用POLYFLOW软件分别对传统2:1剪切型转子和新型4:1剪切转子密炼机的速度场进行有限元模拟。通过将速度矢量对时间进行积分获得流场内大量材料质点的运动轨迹,对胶料的动态分布混合过程进行可视化分析。在获得大量粒子轨迹的基础上,利用POLYSTAT模块进行流场的统计分析,采用分离尺度、拉伸长度、瞬时效率、时间平均效率和混合指数对两种转子的混合效率进行评价分析。统计结果表明,新型4:1转子在保持传统转子强分散混合能力的基础上,分布混合能力大幅度提高。; 刘金朋杨海波李凡珠张立群; 关键词：有限元方法

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刘金朋