熔体粘弹性对聚合物多层共挤成形离模膨胀影响的数值分析.pdfVIP

学兔兔 第 46卷第 6期 机 械 工 程 学 报 Vo1．46 N o．6 2010 年 3 月 JOURNAL0FMECHANICAIENGINEERING Mar． 201O DoI：1O．3901／JM E．2010．06．111 熔体粘弹性对聚合物多层共挤 成形离模膨胀影响的数值分析。 周文彦 周国发 (南昌大学环境科学与工程学院 南昌 330031) 摘要：研究共挤成形离模膨胀的产生机理对于奠定其 口模设计方法的科学理论基础具有重要的意义。通过建立的稳态有限元 数值算法，系统模拟粘弹性流变性能参数对共挤成形离模膨胀的影响规律，并揭示离模膨胀的机理。结果表明，多层共挤成 形芯壳层熔体的离模膨胀是由粘弹性熔体的二次流动引起，主要取决于芯壳层熔体二次流动的方向与强度。熔体二次流动的 方向与第二法向应力差的正负号有关，而熔体二次流动的强度则与第二法向应力差绝对值的大小成正比。当口模出口处芯壳 层熔体的第二法向应力差为负，芯壳层熔体产生离模膨胀，其离模膨胀 比随第二法向应力差的增大而增加。当口模出口处芯 壳层熔体的第二法向应力差为正，芯壳层熔体产生离模收缩，其离模收缩 比随第二法向应力差绝对值的增大而增加。研究还 表明芯、壳层熔体及 口模整体的离模膨胀随着壳层熔体松弛时间的增大而减小，而随着芯层熔体松弛时间的增大而增加。 关键词：粘弹性 共挤成形 数值模拟 离模膨胀 机理 中图分类号：TQ320 NumericalInvestigationontheInfluenceofM eltViscoelasticity onDieSwellingofPolymerCo-extrusionProcess ZHOU Wenyan ZHOU Guofa (SchoolofEnvironmentalScience＆Engineering．NanchangUniversity,Nanchang330031) Abstract：Itisveryimportanttostudythemechanism ofCO—extrusiondieswellforlayingthescientifictheoreticalfoundationofa diedesignmethod．Theinfluencingruleandmechanism ofviscoelasticrheologicalparameteronpolymerCO—extrusiondieswellare modeled by thestablenumericalalgorithm established．Research resultsshow thathteCO—extrusion dieswelliscaused by the viscoelasticmeltsecondaryflow,anddependsonthedirectionandstrengthofmeltsecondaryflow．Thedirectionofmeltsecondary flow dependsonthesignofsecondarynormalstressdifference，andthesrtength ofmeltsecondary flow isproportionaltohte absolutevalueofsecondarynomr alsrtessdifference．W henthesecondarynormalstressdifferenceofcoreandskinmeltiSnegative． coreandskin meltwillproducedieswell，theratioofdieswellincreaseswith increasing ofsecondary nomr alstressdifference． W henthesecondarynomr alsr