为挤胀成型工艺及设备的设计奠定理论基础

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通过建立塑料管坯挤胀成型过程的理论模型，求解管坯胀形过程中各点的应力应变和变形情况，并与实验结果进行比较，从而获得对挤胀成型过程更深入的了解。塑料挤胀成型过程的理论模型现以研究塑料管坯自由胀形过程为例，即塑料管坯胀形过程中胀形区无外部模具约束，呈自由膨胀状态，通过建立挤胀成型过程的基本理论模型，并对该模型所得结果进行讨论，更深入地了解聚合物挤胀成型过程中的变形机理，为挤胀成型工艺及设备的设计奠定理论基础。　　　　由于在平直段区域型坯的外部完全为金属模具型腔所包围，因此挤胀型坯径向向外的变形被完全约束，型坯内部为胀形介质，其在挤胀杆的作用下对型坯内表面产生压力p1，型坯的外表面对模具型腔的内表面压力也假设为p1，挤胀杆对型坯端面的轴向力为F，型坯与模具型腔表面的摩擦因数为f1.型坯初始半径为R，壁厚为T，长度为2L，其中平直区长度为l.管坯变形后任意点半径为r，壁厚为t.　　塑料挤胀成型过程的理论研究塑料对平直区的受力及变形行为分析可知：由于结构及外力均为轴对称，因此管坯变形过程中的应力、应变、位移、速度均对称于管坯中心线，这个问题为典型的轴对称问题。典型的轴对称问题是超静定的，应力和速度亦不能分开考虑，因此找到确定的解是非常困难的。许多学者为了求解轴对称问题进行了大量有益的尝试。本研究中，处于平直区的管坯径向和环向均受到约束，而笔者更关心的是在平直区内轴向力的传递，因此这里采用简化的方法对平直区问题进行讨论。