体积拉伸流场下PEEK/TLCP共混物的制备及性能研究

聚醚醚酮(PEEK)具有优异的性能而广泛应用于高端装备领域,但PEEK熔体加工窗口较狭窄,可加工性差。热致液晶聚合物(TLCP)是一种具有优异的加工流动性和尺寸稳定性以及能原位成纤起到自增强作用的液晶聚合物。本文采用体积拉伸流场作用为主导的偏心转子挤出机制备了不同TLCP含量的PEEK/TLCP共混物,研究了拉伸流场下的PEEK/TLCP共混物的流变性能、微观形貌、热性能及结晶性能。结果表明,在拉伸流场的作用下,TLCP的加入能有效拓宽PEEK的加工区间,使得体系低剪切速率下体系黏度降低了14.43%,高剪切速率下体系黏度降低了80.68%。在拉伸流场作用下,TLCP可以在较宽含量范围内在PEEK中基体中形成与挤出方向一致的纤维结构,低含量下的TLCP可以促进PEEK基体结晶。10%(质量分数,下同)含量TLCP的PEEK/TLCP共混物的最大拉伸强度比PEEK基体增加了4.6%,达86.60 MPa。

基于GPU加速的等几何拓扑优化高效多重网格求解方法

针对大规模等几何拓扑优化(ITO)计算量巨大、传统求解方法效率低的问题,提出了一种基于样条h细化的高效多重网格方程求解方法。该方法利用h细化插值得到粗细网格之间的权重信息,然后构造多重网格方法的插值矩阵,获得更准确的粗细网格映射信息,从而提高求解速度。此外,对多重网格求解过程进行分析,构建其高效GPU并行算法。数值算例表明,所提出的求解方法与线性插值的多重网格共轭梯度法、代数多重网格共轭梯度法和预处理共轭梯度法相比分别取得了最高1.47、11.12和17.02的加速比。GPU并行求解相对于CPU串行求解的加速比高达33.86,显著提高了大规模线性方程组的求解效率。

高分子材料体积拉伸流变加工技术进展

高分子材料加工产业对加工过程高效、环保、低能耗的发展需求,推动着聚合物塑化输运方法与原理的不断创新。在高分子材料电磁动态塑化加工成型方法的基础上,进一步提出了基于体积拉伸流变的高分子材料加工成型方法与技术。详细介绍了体积拉伸形变支配的叶片塑化输运设备和偏心转子塑化输运设备的基本结构与工作原理,并阐述了两者在高分子材料加工中的应用优势。研究结果表明,与传统螺杆式塑化输运技术相比,体积拉伸流变塑化输运技术具有缩短加工热历程、混炼效果好、制品性能优良、对物料适应性广等显著优势。高分子材料在加工领域新技术的发展,为开发新型塑料产品、提高产品性能并降低产品成本开拓了广阔的空间。

基于拓扑优化的变密度点阵结构体优化设计方法

点阵材料是一种超轻高强的高性能多孔材料,目前主要以等密度构建点阵结构体。在实际情况下,点阵材料的各部分承受着不同的载荷,等密度点阵材料存在性能不能充分发挥的问题。针对上述问题,将拓扑优化引入点阵材料设计中,提出一种基于均匀化方法的多尺度拓扑优化方法,实现了变密度点阵结构体的优化设计,可根据实际载荷设计出最优的变密度点阵结构体,以达到最优性能。以汽车连杆为例,与现有商业软件HyperWorks采用的梁模型点阵优化方法进行对比验证。结果表明,所提出方法优化所得连杆的轻量化效果更好,应力分布更合理。该方法生成的变密度点阵结构有着更优异的性能,更适合变密度点阵结构体的优化设计。