高聚物熔體在微流道內(nèi)流變行為的研究.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)的快速發(fā)展，微注塑成型制品廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，因此急需開(kāi)發(fā)出適用于微注塑成型過(guò)程的數(shù)值模擬軟件，而確定高聚物熔體在微尺度下的流變行為對(duì)于模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。研究表明，高聚物熔體在微尺度下的流變行為與在宏觀尺度下有很大不同，一些在宏觀尺度下被忽略的因素，如壁面滑移、表面張力、微觀粘度等，在微尺度下可能會(huì)有顯著的影響。本文引入壁面滑移模型和微觀粘度模型對(duì)高聚物熔體在微流道內(nèi)的等溫穩(wěn)態(tài)和非等溫非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行數(shù)

2、值模擬，主要工作及結(jié)論如下：
　　 1.借鑒宏觀尺度下的壁面滑移理論，探討了壁面滑移產(chǎn)生的機(jī)理、壁面滑移速率的測(cè)定方法和壁面滑移模型的建立，分析了高聚物熔體在微尺度下易發(fā)生壁面滑移現(xiàn)象的原因。
　　 2.基于粘性流體力學(xué)基本方程，結(jié)合高聚物熔體在微流道內(nèi)的流動(dòng)特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)合理的假設(shè)和簡(jiǎn)化，建立了高聚物熔體在微流道內(nèi)流動(dòng)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。
　　 3.對(duì)高聚物熔體在微流道內(nèi)的等溫穩(wěn)態(tài)流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分別考慮了微觀粘度、

3、壁面滑移以及兩者共同作用時(shí)的影響。模擬結(jié)果表明，微觀粘度效應(yīng)使壁面剪切應(yīng)力升高，而壁面滑移效應(yīng)使壁面剪切應(yīng)力降低。在較高表觀剪切速率下，以壁面滑移的影響為主，在較低的表觀剪切速率下，受到兩者共同作用的影響。
　　 4.利用混合有限元/有限差分/控制體積方法實(shí)現(xiàn)高聚物熔體在微流道內(nèi)非等溫非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過(guò)程的數(shù)值模擬。分析了不同溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)下，壁面滑移和微觀粘度對(duì)流動(dòng)過(guò)程的影響。模擬結(jié)果表明，在一定壓力范圍內(nèi)，壁面剪切應(yīng)力隨著流道內(nèi)壓