短玻璃纤维增强聚合物注塑充填过程及纤维取向数值模拟

基于Hele-Shaw理论及广义非牛顿流体本构方程,建立了纤维增强聚合物三维薄壁注塑成型充填阶段数学模型,根据Folgar-Tucker取向模型,建立了纤维取向张量模型。采用Moldflow对拉伸试样的注塑流动过程进行模拟,研究纤维含量f和纤维间相互作用系数Ci对纤维取向的影响。结果表明,随着Ci增大,平均纤维的取向性呈减小的趋势;试样不同部位的纤维取向不同;f对纤维取向性影响较小,且存在一个最佳含量百分比数值。

无网格粒子法在模拟单螺杆挤出非牛顿流中的应用

基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法,采用FORTRAN语言,自行开发了一套模拟非牛顿流的程序。采取镜像粒子法处理固壁边界。使用移动最小二乘(MLS)修正密度,消除压力振荡。选取幂率模型计算非牛顿流体黏度。通过模拟平板Poiseuille流验证了该程序计算非牛顿流的正确性。最后,将SPH方法应用于单螺杆挤出螺槽横截面流场的计算,对比考察了剪切变稀、牛顿、剪切变稠等不同情况下的速度场、剪切速率场,计算结果与理论基本符合。螺槽中轴线上的速度分布与理论解一致。为SPH方法在更加复杂的三维螺杆挤出模拟打下了基础。