| Программы компьютерного анализа для проектирования и оценки работоспособности экструзионных головок |
|
Попытки расчета экструзионных головок на основе известных положений гидродинамики вязких жидкостей известны с самого зарождения технологии экструзии. По мере развития представлений о свойствах полимерных материалов и процессах, проходящих при течении расплавов, разрабатывались математические модели, описывающие отдельные стадии сложного многосвязного процесса с большим количеством параметров, влияющих на конечный результат. Постепенно выяснялось, что точное аналитическое решение многих процессов в целом невозможно либо вследствие чрезвычайной сложности математического описания (например, трехмерное течение неньютоновских вязкоупругих жидкостей в каналах переменного сечения), либо вследствие фазовых изменений свойств расплава, в результате чего нарушается непрерывность математических функций, описывающих термодинамическое состояние материала (например, при калибровании и охлаждении расплавов). Поэтому исследователи были вынуждены вводить ограничивающие допущения и граничные условия, позволяющие упрощать математические модели или распространять их на стадии, в пределах которых математические функции являются заведомо непрерывными. В принципе, решение большинства проблем течения и деформирования расплавов для различных экструзионных процессов может быть найдено в общем виде на основе анализа четырех фундаментальных уравнений течения сплошных сред, независимо от их природы. Это уравнения сплошности (неразрывности), движения, энергии и реологическое уравнение, которые для конкретных случаев превращаются в систему уравнений со многими переменными, количественная связь между которыми в большинстве случаев может быть выявлена чаще всего только экспериментальным путем. Решение таких систем уравнений на ранних стадиях развития исследований в области экструзии было затруднено как в силу недостаточности знаний об отдельных стадиях протекающих процессов, так и из-за несовершенства и малой доступности вычислительной техники. Положение стало меняться в лучшую сторону с появлением и развитием персональных компьютеров в 80-е годы прошлого столетия. Появились новые области цифровой обработки, относящиеся к общим принципам автоматизированного проектирования, изготовления деталей, инженерным методам расчета и анализа, составляющие части систем CAD/CAM/CAE. |
Программы компьютерного анализа для проектирования и оценки работоспособности экструзионных головок