颗粒团聚体在流场中的分散过程及力链演变

颗粒团聚体在加工过程中的分散效果直接影响了复合材料的综合性能.为研究颗粒团聚体在流场中的分散机理及动态细节,考虑颗粒间范德华力的作用,采用自主开发的三维颗粒离散元程序DEMix3D对分形结构团聚体在简单剪切流场中的变形和分散过程进行数值模拟,并分析团聚体在分散过程中细观结构的变化规律.研究发现:强弱力链交织形成了团聚体复杂的力链网络形态,强力链主要分布在力链网络内部,传递较大份额的流场作用力,弱力链传递小份额的流场作用力并充分分布在力链网络中;分散过程中团聚体力链结构的变化直接决定了颗粒的分散方式;当分散达到平衡状态时,碎片内的颗粒之间由于形成以强力链为主的紧密接触关系而不再分散.文中还根据碎片加权平均颗粒数的变化规律分析了流场强度对团聚体分散效果的影响.

T型模具变歧管半径流道的流变学设计

在分析T型模具中熔体在流道中的流动特点的基础上,提出了采用变歧管半径和不同厚度阻流区(两个)的流道结构,采用变歧管半径以减小熔体的停留时间,采用厚度不同的两个阻流区以降低挤出压力。在满足熔体沿流道宽度方向出口流率均匀的条件下,利用流变学理论推导了两个阻流区分界曲线的微分方程,并采用数值方法对其求解和拟合;然后进行了实例设计,并与歧管半径和阻流区厚度不变的流道进行了对比研究。结果表明:所推导的分界曲线微分方程是可靠的,能够指导T型挤出模具的流道设计;采用变歧管半径和两个不同厚度阻流区的流道在满足熔体出口流率沿流道宽度方向均匀的条件下,既可以显著降低熔体在流道中的停留时间,又能够显著降低模具的挤出压力。