单腔微管的挤出模具设计与数值仿真（附ANSYS仿真源文件）

摘要

本研究针对医用导管等微管制品高精度成型需求，开展单腔微管挤出模具设计。基于微管几何参数（内径 1mm、外径 1.6mm），确定芯棒外径 1.3mm、口模内径 1.9mm、压缩角 49° 及定型段长度 6.6mm，构建二维轴对称流道模型。采用四边形网格划分，定型段与壁面区域局部加密，生成 4690 个网格单元，为数值仿真提供几何基础。
基于 PolyFlow 软件进行稳态等温流动仿真，设定非牛顿流体剪切稀化模型（Cross 模型），分析压力场、速度场分布。结果表明，压缩段压力梯度显著，定型段流动稳定，验证流道结构合理性。对比 0.05/0.1/0.15cm/s 入口流速及 4.4/6.6/9.9mm 定型段长度，确定 0.1cm/s 入口速度与 6.6mm 定型段为最优参数，壁厚偏差控制在 ±3% 以内，模具迭代周期缩短 40%。研究提出 “压缩段加速 - 定型段稳流” 设计体系，为微挤出模具提供理论支撑，后续可探索壁面滑移模型、多层共挤算法及优化技术。

关键词：单腔微管；挤出模具；数值仿真制

摘要 I
Abstract II
1 绪论 4
1.1选题的背景及现状 4
1.2国内外研究现状 4
1.2.1微流道中熔体流动特性的研究现状 4
1.2.2微流道中壁面滑移现象的研究现状 6
1.3 研究目标与创新点 7
2.单腔微管数值仿真 8
2.1计算流体力学及POLYFLOW简介 8
2.2流道几何模型及网格模型 8
2.3仿真计算基本假设 10
2.4控制方程及材料本构方程 10
2.5边界条件 11
2.6模拟结果及讨论 11
2.7本章小结 14
3. 流道参数对挤出流动效果的仿真对比分析 15
3.1入口流速变化影响 15
3.2 定型段长度影响 20
3.3本章总结 24
5 总结与展望 26
5.1 总结 26
5.2 展望 26
致谢
参考文献