ikbguИзвестия Кабардино-Балкарского государственного университетаProceedings of the Kabardino-Balkarian State University2221-7789Kabardino-Balkarian State University named after Kh. M. Berbekov10.31143/2221-7789-2024-1-30-36IFAERSikbgu-73Research ArticleФизикаPhysicsПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПЛОСКОЩЕЛЕВОЙ ЭКСТРУЗИОННОЙ ГОЛОВКИ ТИПА «РЫБИЙ ХВОСТ»CONSTRUCTION OF A MATHEMATICAL MODEL OF A FLAT-SLOT EXTRUSION HEAD OF THE «FISHTAIL» TYPEШабаринА. А.ShabarinA. A.kuzmin.a.m@yandex.ruКузьминА. М.KuzminA. M.kuzmin.a.m@yandex.ruМордовский государственный университет им. Н.П. ОгарёваMordovia State UniversityРоссийский экономический университет им. Г.В. ПлехановаG.V. Plekhanov Russian University of Economics2024300320241413036Copyright © Шабарин А.А., Кузьмин А.М., 20242024Шабарин А.А., Кузьмин А.М.Shabarin A.A., Kuzmin A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izvestiakbsu.ru/jour/article/view/73

Экструзионные головки с плоскощелевым поперечным сечением на выходе используются для производства изделий с большим значением отношения ширины к толщине, такие как плоские пленки, листы, покрытия. В работе была использована программная система КОМПАС-3D для построения принципиальной схемы плоскощелевой головки. Для конструирования математической модели был использован программный комплекс ANSYS модуль Polyflow. Разработана математическая модель процесса экструзии термопластичных полимерных материалов через плоскощелевую экструзионную головку с коллекторами типа «рыбий хвост». Для оценки однородности распределения скорости расплава полимера по ширине формующего канала головки введен коэффициент качества распределения, характеризующий разброс значений выходных скоростей расплава по ширине формующего канала головки относительно среднего значения.

Extrusion dies with flat slot exit cross-section are used for the production of products with a large width to thickness ratio, such as flat films, sheets, coatings. In the work, the KOMPAS-3D software system was used to construct a schematic diagram of a flat slot head. To construct a mathematical model, the ANSYS software package, the Polyflow module, was used. A mathematical model of the process of extrusion of thermoplastic polymeric materials through a flat-slot extrusion head with fishtail collectors has been developed. To assess the homogeneity of the distribution of the polymer melt velocity over the width of the forming channel of the head, a distribution quality factor was introduced that characterizes the spread of the values of output melt velocities along the width of the forming channel of the head relative to the average value

математическая модельполимерный композитэкструзиярасплавэкструзионная головкакоэффициент консистенцииmathematical modelpolymer compositeextrusionmeltextrusion headconsistency coefficientReferencesYounes B., Fotheringham A. Factorial optimisation of the effects of extrusion temperature profile and polymer grade on as-spun aliphatic-aromatic co-polyester fibres III: mechanical properties // Journal of the tex- tile institute. 2012. V. 103, N 2. P. 139–153.Younes B., Fotheringham A. Factorial optimisation of the effects of extrusion temperature profile and polymer grade on as-spun aliphatic-aromatic co-polyester fibres III: mechanical properties // Journal of the tex- tile institute. 2012. V. 103, N 2. P. 139–153.Younes B., Fotheringham A., Mather R. Factorial Optimisation of the Effects of Melt Spinning Con- ditions on Biodegradable As-spun Aliphatic-Aromatic Co-Polyester Fibres // International polymer processing. 2011. V. 26, N 2. P. 150–163.Younes B., Fotheringham A., Mather R. Factorial Optimisation of the Effects of Melt Spinning Con- ditions on Biodegradable As-spun Aliphatic-Aromatic Co-Polyester Fibres // International polymer processing. 2011. V. 26, N 2. P. 150–163.Басов Н.И., Брой В. Техника переработки пластмасс. М.: Химия, 1985. 528 с.Basov N.I., Broy V. Plastic Processing Technology. Moscow: Khimiya, 1985. 528 p.Микаэли В. Экструзионные головки для пластмасс и резины. СПб.: Профессия, 2007. 472 с.Mikaeli V. Extrusion Heads for Plastics and Rubber. St. Petersburg: Professiya, 2007. 472 p.Liu Y., Matuana L.M. Surface texture and barrier performance of poly(laktid acid)-cellulose nanocrystal extruden-cast films // Journal of applied polymer. 2019. V. 136. n. 9. P. 47594.Liu Y., Matuana L.M. Surface texture and barrier performance of poly(laktid acid)-cellulose nanocrystal extruden-cast films // Journal of applied polymer. 2019. V. 136. n. 9. P. 47594.Sokolov M.V., Klikov A.S., Belyaev P.S., Odnolko V.G. Design of extrusion machines taking into account the quality of rubber products: monograph. M.: Mechanical Engineering, 2007. 292 p.Соколов М.В., Кликов А.С., Беляев П.С., Однолько В.Г. Проектирование экструзионных ма- шин с учетом качества резинотехнических изделий: монография. М.: Машиностроение, 2007. 292 с.Safulin D.M. Chistyakov D.B. Flow of polymer melts in channels of complex geometry. Overview information. M.: NIITEKHIM, 1984. 35 p.Сафулин Д.М. Чистяков Д.Б. Течение расплавов полимеров в каналах сложной геометрии. Об- зорная информация. М.: НИИТЭХИМ, 1984. 35 с.Vinogradova V.K., Simonenko N.A. Forming Heads Used in Extrusion Equipment for the Production of Polymer Products. Overview Information. Moscow: Tsinti-Khimmash, 1988. 45 p.Виноградова В.К., Симоненко Н.А. Формующие головки, применяемые в экструзионном обо- рудовании для производства полимерных изделий. Обзорная информация. М.: ЦИНТИ – Химнефте- маш, 1988. 45 с.Basov N.I., Braginsky V.A., Kazankov Yu.V. Calculation and Design of Forming Tools for the Production of Polymer Products. Moscow: Khimiya, 1991. 352 p.Басов Н.И., Брагинский В.А., Казанков Ю.В. Расчет и конструирование формующего инстру- мента для изготовления изделий из полимерных материалов. М.: Химия, 1991. 352 c.Malkin A.Ya., Isaev A.I. Rheology: Concepts, Methods, and Applications. St. Petersburg: Professiya, 2007. 560 p.Малкин А.Я., Исаев А.И. Реология: концепции, методы, приложения. СПб.: Профессия, 2007.Tadmor Z., Gogos K. Theoretical Foundations of Polymer Processing / transl. from English. Ed. by R.V. Torner. M.: Chemistry, 1984. 632 p.с.Wilkinson W.L. Non-Newtonian Liquids / transl. from English. Ed. by A.V. Lykov. – M.: Mir, 1964. 216 p.Тадмор З., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров / пер. с англ. под ред. Р.В. Тор-Kryzhanovsky V.K., Nikolaev A.F., Burlov V.V. Technology of Polymer Materials: Synthesis, Modification, Stabilization, Recycling, and Environmental Aspects: Textbook. St. Petersburg: Professiya, 2011. 536 p.нера. М.: Химия, 1984. 632 с.Rauvendal K. Polymer Extrusion. St. Petersburg: Professiya, 2006. 768 p.Уилкинсон У.Л. Неньютоновские жидкости / пер. с англ. под ред. А.В. Лыкова. – М.: Мир, 1964. 216 с.Volodin V.P. Computer analysis programs for designing and evaluating the performance of extrusion heads // Plastic. 2006. No. 3. Pp. 35–39.Крыжановский В.К., Николаев А.Ф., Бурлов В.В. Технология полимерных материалов: Син- тез, модификация, стабилизация, рециклинг, экологические аспекты: учебное пособие. СПб: Профессия, 2011. 536 с.Klebanov Ya.M., Davydov A.N., Papirovsky V.L. Using the ANSYS software package in the educational process (Samara State Technical University) [Electronic resource]. – Access mode: cadfem.ru.Раувендааль К. Экструзия полимеров. СПб.: Профессия, 2006. 768 с.Tang D.H., Marchesini F.H., D'hooge D.R., Cardon L. Isothermal flow of neat polypropylene through a slit die and its die swell: Bridging experiments and 3D numerical simulations // Journal of non- newtonial fluid mechanics. 2019. V. 226. P. 33–45.Володин В.П. Программы компьютерного анализа для проектирования и оценки работоспо- собности экструзионных головок // Пластикс. 2006. № 3. С. 35–39.ANSYS Polyflow: CFD for Extrusion, Forming & Molding [Электронный ресурс]. – Режим дос- тупа: http://www.ansys.com/products/fluids/ansys-polyflowКлебанов Я.М., Давыдов А.Н., Папировский В.Л. Использование программного комплекса ANSYS в учебном процессе (Самарский государственный технический университет) [Электронный ре- сурс]. – Режим доступа: cadfem.ru.Клебанов Я.М., Давыдов А.Н., Папировский В.Л. Использование программного комплекса ANSYS в учебном процессе (Самарский государственный технический университет) [Электронный ре- сурс]. – Режим доступа: cadfem.ru.Tang D.H., Marchesini F.H., D'hooge D.R., Cardon L. Isothermal flow of neat polypropylene through a slit die and its die swell: Bridging experiments and 3D numerical simulations // Journal of non- newtonial fluid mechanics. 2019. V. 226. P. 33–45.Tang D.H., Marchesini F.H., D'hooge D.R., Cardon L. Isothermal flow of neat polypropylene through a slit die and its die swell: Bridging experiments and 3D numerical simulations // Journal of non- newtonial fluid mechanics. 2019. V. 226. P. 33–45.ANSYS Polyflow: CFD for Extrusion, Forming & Molding [Электронный ресурс]. – Режим дос- тупа: http://www.ansys.com/products/fluids/ansys-polyflowANSYS Polyflow: CFD for Extrusion, Forming & Molding [Электронный ресурс]. – Режим дос- тупа: http://www.ansys.com/products/fluids/ansys-polyflow

The authors declare that there are no conflicts of interest present.