基于POLYFLOW的发射药挤出过程模拟

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发射药通常采用挤出工艺制备成型,发射药药料在模具中的流动过程对发射药的质量有很大的影响。本文利用Solidworks软件建立了单孔和七孔发射药成型模具流道的三维模型,采用计算流体力学软件POLYFLOW,建立了相应的数值模型,通过数值模拟的方法得到单孔和七孔发射药油压挤出过程药料的流变参数,研究了发射药油压挤出工艺中药料在成型模具内的流动过程。运用单因素法分析了单孔发射药挤出过程药料黏度、药料松弛时间、入口体积速率和成型段长度对挤出过程流道内速度和压强的影响。结果表明,药料在单孔和七孔发射药成型模具的流道内速度沿流动方向都是逐渐增加的,在成型段的流动速度大于收缩段的流动速度,靠近壁面处的流动速度较低;压强在收缩段基本不变,但从收缩段末端开始逐渐降低。对单孔发射药挤出过程,随着药料黏度的降低,流道内整体压强下降;药料松弛时间增加,流道内的压强增大,平均速度基本一致;药料入口体积速率越大,流道内的压强越高且压强的变化幅度也增大,流道内的平均速度随着入口体积速率的增大而增大;流道内的压强与成型段长度成正比,在本文模拟的范围内,有出口速度均匀性较佳的点,即在成型段长度L=30mm时出口速度均匀性较好。本文研究成果对发射药工艺制备过程控制、工艺参数的确定和工艺过程安全性分析等具有一定的指导意义。
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