聚合物多相分層流動成型粘性包圍機理研究.pdf

1、多相分層流動成型是新型先進聚合物多組分成型技術的共同成型方式。由于多相分層流動存在著各分層界面應力之間的相互耦合，使各種特定多相分層流動均具有特殊的流動輸運規(guī)律和動力學特征，由此使得多相分層充模流動成型比傳統(tǒng)單相流動成型蘊涵著更豐富、更復雜的研究內(nèi)容。本文針對多相分層流動成型中普遍存在的粘性包圍現(xiàn)象，研究了聚合物熔體的流變性能和工藝參數(shù)對多相分層流動成型粘性包圍的影響規(guī)律，并基于流變學與流體動力學等理論揭示了其產(chǎn)生機理。主要結論如下：

2、 1、針對聚合物多相分層流動成型的特點，基于聚合物流變學、流體動力學和熱力學理論，經(jīng)合理假設，建立了描述聚合物熔體多相分層流動成型過程的全三維穩(wěn)態(tài)等溫粘彈性理論模型。 2、基于Galerkin法、罰函數(shù)法、EVSS、SUPG法和Mini-Element法等混合有限元穩(wěn)態(tài)離散技術，建立了求解高度非線性的三維粘彈性聚合物熔體多相分層流動成型理論模型的有限元數(shù)值模型，并基于這一模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)了聚合物熔體多相分層流動成型粘性包圍的

3、直接有限元數(shù)值模擬。 3、通過數(shù)值模擬研究，給出了不同流變性能參數(shù)下聚合物多相分層充模流動成型過程的流場分布、流動特征差異和粘性包圍分層界面形貌定量對比。在此基礎上，通過理論分析，揭示了粘性包圍的機理，并研究了流變性能參數(shù)對粘性包圍影響的規(guī)律性關系。 4、聚合物多相分層流動成型的粘性包圍是由于熔體二次流動引起的，熔體粘性包圍程度與熔體二次流動強度成正比，而熔體二次流動強度又正比于分層界面處下層熔體與上層熔體第一法向應力差