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锥形双螺杆挤出机仿真系统的初步研究

作　者: 白杰
导　师: 冯连勋
学　校: 北京化工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 锥形双螺杆 挤出机 挤出过程 仿真 仿真系统
分类号: TQ320
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


随着塑料工业的发展,尤其是塑料建材的发展,锥形双螺杆挤出机得到了迅速发展和广泛应用。计算机仿真技术作为一门新兴的高科技技术,在塑料加工领域也得到广泛运用,并促进这一领域的发展。然而,迄今为止,国内外在锥形双螺杆挤出加工过程中应用计算机仿真技术的研究却很少见。因此,开展锥形双螺杆挤出过程仿真系统的初步研究具有重要的现实意义和历史意义。本文作者从挤出过程的理论分析入手,使用可视化高级程序语言C++Builder、三维动画制作软件3D Studio MAX,初步开发出完全基于Windows的锥形双螺杆挤出过程的仿真系统。本系统能近似地模拟挤出过程,并预测挤出机的挤出产量、物料沿螺槽的充满长度、物料的停留时间等。本论文的研究工作主要集中在以下几个方面:1、较为详细地阐述了锥形双螺杆挤出机挤出过程中固体输送段的温度分布方程、螺旋线方程以及挤出产量的理论求解方法等。这部分是仿真系统的核心和基础,直接决定着仿真结果的准确性与可信度。2、介绍了此仿真系统的锥形双螺杆的绘制方法、动画制作技术以及仿真系统程序设计过程。通过此仿真系统可以直观地看到锥<WP=5>形双螺杆挤出过程中物料的相变历程,建立了良好的人机对话环境。3、进行了仿真结果的分析。通过对仿真结果进行分析,验证了仿真系统的可信度,为以最少的投入,最短的时间,实现直观、真实地显示整个挤出过程,实现对挤出过程的实时监控的目标迈出了第一步。

全文目录


第一章 概论  12-25
  1.1 前言  12-13
  1.2 本课题相关领域的历史，现状和前沿发展概况  13-17
    1.2.1 双螺杆挤出机的起源与发展  13-15
    1.2.2 计算机仿真技术发展概况  15-17
  1.3 文献综述  17-22
    1.3.1 双螺杆挤出机理的研究状况  17-20
    1.3.2 仿真技术在塑料加工中的应用状况  20-22
  1.4 课题研究的目的和意义  22-23
  1.5 课题研究的主要内容  23-24
  1.6 技术方案  24-25
第二章 仿真的理论基础  25-35
  2.1 固体输送段温度分布  25-26
  2.2 锥形螺杆螺纹形成分析  26-28
  2.3 C形腔室容积的计算  28-34
  2.4 本章小结  34-35
第三章 系统开发环境及仿真原型简介  35-44
  3.1 系统开发环境简介  35-41
    3.1.1 面向对象的编程技术  35-37
    3.1.2 C++Builder概述  37-38
    3.1.3 3DS MAX概述  38-40
    3.1.4 系统开发的软件环境  40
    3.1.5 系统开发的硬件环境  40-41
  3.2 仿真原型简介  41-43
    3.2.1 挤出机  41-42
    3.2.2 锥形双螺杆  42-43
    3.2.3 挤出物料  43
  3.3 本章小结  43-44
第四章 动画实现  44-56
  4.1 动画概述  44
  4.2 动画制作在挤出机系统中拟实现的目标  44-45
  4.3 3D Studio MAX进行动画制作的基本原理与步骤  45
  4.4 动画实现方法  45-46
  4.5 动画制作技术  46-49
    4.5.1 坐标变换  46-47
    4.5.2 颜色与光照  47-48
    4.5.3 材质与贴图  48
    4.5.4 纹理渲染  48-49
  4.6 动画制作过程  49-55
    4.6.1 构造挤出机模型  49-54
    4.6.2 设置锥螺杆动画  54-55
  4.7 本章小结  55-56
第五章 仿真系统程序及软件运行界面  56-68
  5.1 仿真系统程序  56-57
    5.1.1 多线程编程  56
    5.1.2 系统程序的设计过程  56-57
  5.2 软件运行界面  57-67
    5.2.1 系统界面介绍  57-64
    5.2.2 仿真软件界面操作过程  64-66
    5.2.3 仿真软件界面特点  66-67
  5.3 系统的主要功能介绍  67
  5.4 本章小结  67-68
第六章 仿真结果分析  68-80
  6.1 仿真结果及分析  68-78
    6.1.1 螺杆转速对挤出过程的影响  69-73
    6.1.2 机筒温度对挤出过程的影响  73-74
    6.1.3 螺杆挤出过程分析  74-78
  6.2 本章结论  78-80
第七章 总结  80-84
  7.1 课题研究的主要内容及主要结论  80-82
    7.1.1 主要内容  80
    7.1.2 主要结论  80-82
  7.2 本课题的主要贡献  82
  7.3 遗留问题及前景展望  82-84
    7.3.1 遗留问题   82-83
    7.3.2 前景展望  83-84
参考文献  84-87
致谢  87-88
发表学术论文  88

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题
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