Beschreibung
In dieser Arbeit wird der Einfluss von Prozess- und Materialparametern auf die Draw Resonance Instabilität bei der Folienextrusion und beim Faserspinnen sowohl theoretisch als auch experimentell untersucht. Draw Resonance tritt im Allgemeinen auf, wenn das Abzugsverhältnis, also das Verhältnis zwischen Ausgangs- und Eingangsgeschwindigkeit, einen kritischen Wert überschreitet und äußert sich durch permanente Oszillationen in der Fließgeschwindigkeit und den geometrischen Eigenschaften der Fasern und Folien.
Mehrere newtonsche und viskoelastische Modelle für die Folienextrusion und das Faserspinnen werden hergeleitet und das kritische Abzugsverhältnis wird mittels linearer Stabilitätsanalyse bestimmt, um den Einfluss verschiedener Effekte wie Gravitation, Trägheit, Neck-in und Dehnverfestigung auf die Draw Resonance zu untersuchen. Außerdem werden der Instabilität zu Grunde liegende physikalische Mechanismen aufgezeigt und alternative Stabilitätskriterien überprüft und erweitert. Unter Verwendung von Kontrollparametern mit engem Bezug zur praktischen Anwendung werden die Ergebnisse in Stabilitätskarten dargestellt, die sowohl eine schnelle Bestimmung des kritischen Abzugsverhältnisses als auch eine Aufteilung des Parameterraums in verschiedene dynamische Regimes ermöglichen. Die theoretischen Ergebnisse werden durch eine experimentelle Untersuchung der Draw Resonance beim Faserspinnen vervollständigt. Mit Hilfe einer effektiven Relaxationszeit können die gemessenen kritischen Abzugsverhältnisse gut durch die theoretischen Vorhersagen beschrieben werden.
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