聚合物多相分層流動(dòng)成型粘性包圍機(jī)理研究.pdf

1、多相分層流動(dòng)成型是新型先進(jìn)聚合物多組分成型技術(shù)的共同成型方式。由于多相分層流動(dòng)存在著各分層界面應(yīng)力之間的相互耦合，使各種特定多相分層流動(dòng)均具有特殊的流動(dòng)輸運(yùn)規(guī)律和動(dòng)力學(xué)特征，由此使得多相分層充模流動(dòng)成型比傳統(tǒng)單相流動(dòng)成型蘊(yùn)涵著更豐富、更復(fù)雜的研究?jī)?nèi)容。本文針對(duì)多相分層流動(dòng)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(duì)多相分層流動(dòng)成型粘性包圍的影響規(guī)律，并基于流變學(xué)與流體動(dòng)力學(xué)等理論揭示了其產(chǎn)生機(jī)理。主要結(jié)論如下：

2、 1、針對(duì)聚合物多相分層流動(dòng)成型的特點(diǎn)，基于聚合物流變學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)理論，經(jīng)合理假設(shè)，建立了描述聚合物熔體多相分層流動(dòng)成型過(guò)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(shù)，建立了求解高度非線(xiàn)性的三維粘彈性聚合物熔體多相分層流動(dòng)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(shí)現(xiàn)了聚合物熔體多相分層流動(dòng)成型粘性包圍的

3、直接有限元數(shù)值模擬。 3、通過(guò)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(dòng)成型過(guò)程的流場(chǎng)分布、流動(dòng)特征差異和粘性包圍分層界面形貌定量對(duì)比。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析，揭示了粘性包圍的機(jī)理，并研究了流變性能參數(shù)對(duì)粘性包圍影響的規(guī)律性關(guān)系。 4、聚合物多相分層流動(dòng)成型的粘性包圍是由于熔體二次流動(dòng)引起的，熔體粘性包圍程度與熔體二次流動(dòng)強(qiáng)度成正比，而熔體二次流動(dòng)強(qiáng)度又正比于分層界面處下層熔體與上層熔體第一法向應(yīng)力差