任　重，黄兴元，柳和生

(1南昌大学 聚合物加工研究室， 南昌 330031；2江西科技师范大学 光电子与通信重点实验室， 南昌 330038)



高聚物熔体锥形收敛流场分布的影响因素数值分析

任重1,2，黄兴元1，柳和生1

(1南昌大学 聚合物加工研究室， 南昌 330031；2江西科技师范大学 光电子与通信重点实验室， 南昌 330038)

在入口收敛流基本方程基础上，通过建立锥形入口结构和有限元网格模型，运用数值仿真方法，采用Cross本构方程和壁面无滑移模型，速度采用二次插值、压力采用线性插值和黏度牛顿迭代的有限元计算方法，对影响广义等温流动熔体在口模入口和出口区域的压力、速度和剪切速率分布的熔体材料、工艺参数和口模形状等因素进行了数值分析。研究结果表明，压力分布与熔体黏度、流动指数、松弛时间、入口流率和流道压缩比等有直接关系，而法向速度和剪切速率仅受入口流率的影响较大。通过对多个因素量化分析表明，压力分布随着熔体黏度、入口流率和流道压缩比的增大而增大，而随着流动指数和松弛时间的增大而减小，法向速度和剪切速率随着入口流率增大而增大；这些影响因素使得口模出口处压力、法向速度和剪切速率均不为零，从而引发离模膨胀等问题。

压力分布;法向速度;剪切速率;有限元分析;离模膨胀

在利用螺杆挤出机进行高聚物成型生产中，熔体需要经过熔融、搅拌、压缩、成型等多个加工过程，每个过程均受到拉伸、剪切和挤压等应力场以及温度场的作用，往往使得熔体在挤出成型时容易出现离模膨胀[1,2]、熔体破裂和变形扭曲等影响制品品质的诸多问题。……