基于LOM原型的硅橡膠模具硫化成型過程數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.pdf

1、開展力學(xué)性能-化學(xué)結(jié)構(gòu)-加工技術(shù)的集成研究,分析在具體的加工工藝條件下硅橡膠模具的化學(xué)結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能的演變過程,從而按照預(yù)定分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求,合成和加工具有預(yù)定性能、適于特定用途的硅橡膠材料和模具,對(duì)于材料的開發(fā)、加工工藝的優(yōu)化、模具的應(yīng)用等方面都具有重要意義.為了實(shí)現(xiàn)上述目的,該文提出并采用了下述技術(shù)方法:(1)以化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)硅氫加成反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)和加工工藝參數(shù)的關(guān)系,采用加權(quán)余量法,建立伴隨硫化反應(yīng)熱的溫度場(chǎng)

2、基本控制方程,進(jìn)而以有限元理論為基礎(chǔ),構(gòu)建求解硫化成型區(qū)域內(nèi)每一節(jié)點(diǎn)在每一時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的硫化反應(yīng)速率、硫化率、宮能團(tuán)濃度、溫度、反應(yīng)熱強(qiáng)度等參數(shù)的數(shù)值計(jì)算式;(2)提出統(tǒng)計(jì)交聯(lián)理論在動(dòng)力學(xué)控制的交聯(lián)反應(yīng)體系中的應(yīng)用方法,進(jìn)而以統(tǒng)計(jì)交聯(lián)理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)交聯(lián)結(jié)構(gòu)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的關(guān)系,再構(gòu)建求解凝膠點(diǎn)以及硫化成型區(qū)域內(nèi)每一節(jié)點(diǎn)在每一時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的分子量、溶膠分?jǐn)?shù)、交聯(lián)度、溶膠交聯(lián)度、凝膠交聯(lián)度等參數(shù)的數(shù)值計(jì)算式;(3)提出平衡態(tài)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)理論

3、在高分子材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能之間關(guān)系研究的應(yīng)用方法,進(jìn)而以高彈性的熱力學(xué)理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)力學(xué)參數(shù)與熱力學(xué)參數(shù)的關(guān)系,以交聯(lián)結(jié)構(gòu)高彈性的統(tǒng)計(jì)學(xué)理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)儲(chǔ)能函數(shù)與交聯(lián)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系,再以材料應(yīng)力應(yīng)變理論為基礎(chǔ),構(gòu)建求解硫化成型區(qū)域內(nèi)每一節(jié)點(diǎn)在每一時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的剪切模量、楊氏模量等力學(xué)性能參數(shù)的數(shù)值計(jì)算式;(4)以LOM原型作為硫化母模.進(jìn)行加成型硅橡膠模具熱硫化成型的工藝實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;(5)采用重量分析法,進(jìn)行硅橡膠材料在硫化成型過程