基于ployflow模拟软件对螺压工艺的安全性研究(4)
单螺杆挤出技术是其他挤出技术的基础，单螺杆挤出理论的发展有利于其他挤出技术的发展。同时单螺杆作为广泛使用的推进剂挤出设备，对挤出理论的研究，有利于更好的控制产品质量保证工艺过程的安全性，尤其是对推进剂这类活性物质，在螺压生产过程中，更需要对螺压过程中物料及螺压机的相关参数变化情况研究透彻。
1.2 推进剂螺杆挤压安全
螺旋压伸成型工艺主要适用于普通双基推进剂和改性双基推进剂的成型等，涉及的工序有：配置吸收药、药料驱水、压延、烘干、螺旋压伸等。螺压成型工艺过程，由于存在敏感度高的药料，且工艺过程中有强烈的剪切以及温度作用，因而危险性较大，前人对此工艺过程中的安全性做过一些分析，以寻求更安全的操作工艺条件及管理模式。
在对螺杆挤压工艺研究中，热量作为螺杆挤出过程中危险性较大的一个因素，需要重点关注。田林祥[10]等人按照不同起始温度、不同升温速率对热分解的影响，将单基、双基和三基药进行差式扫描量热（DSC）测试，用DSC通过线性程序升温来模拟挤压成型加工过程中推进剂的热分解，用这种简便、快捷的热分解技术对不同推进剂的热稳定性进行相互比较，为螺压成型工艺安全性提供了有用的信息。何吉宇[11]研究了火炸药双螺杆挤出生产过程中对物料温度变化有影响的螺杆结构、工艺条件、物料性质等因素，得出结论：双螺杆挤出药料在流动变形中药料的温升影响显著的因子顺序为机筒温度>螺杆转速>螺杆结构>药料性质，经优化选择，机筒温度90 ，螺杆转速10r/min，药料溶剂比取1.02时可以得到较低的温升；同时他还指出加料段机筒温度控制是控制药料温升的有效方法。白汝岩[12]通过热机曲线的方式来表征双基推进剂加工性能，给试样以阶跃应力作用，观察应变与温度的作用即热机曲线，螺旋挤压成型时双基药料在温度和压力作用下的流动变形过程，双基药料的加工性能只有在一定的温度条件和压力作用下才能体现出来，因此，通过测试推进剂热机曲线的方式能够很好的预估在螺压工艺过程中药料的热变化过程。李建军[13]等对双螺杆压伸技术在火药生产过程中的安全情况做过全面的分析，从螺杆锥度、转向、螺纹间隙、螺纹结构及螺杆长度对安全的适应性，排气装置及其位置在生产中的极端重要性，加料方式对推进剂生产的安全适应性等方面进行分析，得到各因素组合的综合安全影响作用情况。德国文尔纳—普弗莱德勒于80年代开发了加工含能材料的双螺杆螺旋压伸机，具有设备中留存的活性物料量少、容易实现自动化、消除环境污染保护操作人员健康、不发生绝热挤压现象等特点，对推进剂生产安全性具有很强的推动作用。
1.3 Ployflow软件及应用
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等， 是现代产品设计中高级CAE工具之一。CAE的技术种类有很多，其中包括有限元法(FEM,即Finite Element Method),边界元法(BEM,即Boundary Element Method)，有限差分法(FDM,即Finite Difference Element Method)等。每一种方法各有其应用的领域，而其中有限元法应用的领域越来越广，现已应用于结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等[14]。本课题主要运用到的是Ansys的流体力学分析，ANSYS流体单元（即Polyflow软件包）能进行流体动力学分析，分析类型可以为瞬态或稳态[15]。分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。并且可以利用后处理功能产生压力、流率和温度分布的图形显示。另外，还可以使用三文表面效应单元和热－流管单元模拟结构的流体绕流并包括对流换热效应。
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