基于PTT黏弹本构模型的聚合物气辅微共挤成型研究

基于PTT黏弹本构模型,构建了描述棒材包覆双层微共挤黏弹流动行为的三维数值模型,采用Elastic Viscous Split Stress、Evolution等方法实现了有限元数值计算,通过分析传统/气辅微共挤的挤出胀大和熔体的速度、剪切速率和压力分布,探究了聚合物气辅微共挤的成型机理。结果表明,气辅微共挤成型过程中,由于气垫膜层的存在及其润滑作用,可有效消除熔体的二次流动且不存在明显剪切速率和口模压降,使熔体沿挤出方向速度分布均匀。

轮胎胎面胶料共挤出过程的数值模拟

以某复合胎面胶料(TWR/FB)的共挤出过程为研究对象,利用Polyflow软件,采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构模型和Navier滑移模型对2种胶料熔体在口模内外的流动进行了三维数值模拟,并将模拟得到的挤出断面和试验挤出断面进行了对比分析。同时分析了牵引速度和预口型板的收敛角对共挤出的影响,结果表明,牵引速度对胶料离开口模后的形状和面积胀大比的影响显著,但对胶料在口模内部的流动状态影响不大;适当地增加预口型板收敛角可以增强胶料在口模内的流动性,提高挤出制品的质量。

非等温粘弹流体平板收缩流的数值模拟

基于线性PTT本构模型对非等温粘弹流体4∶1平板收缩流进行了模拟,其中分子松弛时间、聚合物黏度与温度的依赖关系通过WLF公式描述。控制方程采用同位网格有限体积法求解,速度-压力以及速度-应力间的耦合采用动量插值技术处理。文中给出了不同We数下粘弹流体等温和非等温情况下流场和应力场的变化情况,分析了温度对流场和应力场的影响,考察了Pe数、We数以及能量方程中参数k对温度场的影响。