一、振动力场作用下聚合物熔体本构关系的研究进展（论文文献综述）
江太君[1]（2021）在《植物纤维/聚丙烯体系应力松弛时间表征及调控机制研究》文中研究指明植物纤维/聚合物复合材料以其优异的物理机械性能、较高的性价比以及绿色低碳的环保特性在包装与相关工业领域得到广泛应用,为解决塑料白色污染、石化资源短缺以及农林废弃物污染问题提供了有效的解决方案。热塑性聚合物复合材料在加工过程中的应力松弛深远地影响并制约着其加工流变行为、制品尺寸精度、成型效率以及模具结构设计。目前还鲜有文献从应力松弛机理与数学模型角度来解析复合材料在加工过程中的应力松弛行为。另一方面,植物纤维/聚合物复合材料的成型工艺还局限于挤出与注塑,不能同时满足高含量植物纤维与异型结构加工的需求,限制了材料的应用范围。本文以植物纤维/聚合物复合材料为研究对象,构建了聚合物及其植物纤维增强体系微观应力松弛的物理模型,推导了不同工况下复合材料熔体应力松弛关键参数的数学表达式。采用转矩流变仪与自制的热机械分析仪对材料在剪切、压缩与弯曲载荷作用下的应力松弛参数进行表征。实验与数学计算结果之间的吻合性验证了理论模型的正确性与可靠性。针对复合材料流动性差的特点设计了在线挤出模压成型工艺来加工异型结构的包装盒盒坯;基于复合材料应力松弛机理与理论模型讨论了该工艺中在线挤出计量与模压成型两个核心工位材料应力松弛的特点及其影响因素,分析了其与材料熔体挤出计量精度、计量稳定性与效率、盒坯翘曲变形量、制品物理机械性能以及产品合格率之间的关系。具体研究内容与主要结论包括以下几个方面。（1）构建了聚合物与植物纤维增强体系应力松弛的微观物理模型,推导了应力松弛时间的数学解析表达式,并从理论角度探索了复合材料应力松弛的微观机理。结果表明:聚合物及其复合材料熔体的剪切应力松弛时间与复合材料的粘度强相关,随重均分子量的升高而上升,分子量分布指数的升高而降低;重均分子量越高,分子量分布指数对应力松弛时间的影响越显着。（2）采用转矩流变仪与指数衰减数学模型实验表征了聚丙烯及其植物纤维增强体系在熔融混炼过程中的剪切应力松弛时间。实验结果验证了物理数学理论模型的准确性与可靠性。结果表明:复合材料熔体剪切应力松弛时间随植物纤维含量呈上抛物线发展趋势,峰值体积分数为20%。纤维的长径比越大,应力松弛时间越长,植物纤维与聚丙烯基体间界面强度的增加会促进体系内应力的传递,降低应力松弛速率,延长应力松弛时间,偶联剂含量的钝化阈值为3 wt%。（3）采用自制的热机械分析仪以甲基硅油为温控介质实验表征了植物纤维/聚丙烯复合材料压缩与弯曲应力松弛时间。实验结果表明:植物纤维增强聚丙烯复合材料在压缩与弯曲过程中的应力过冲相对于转矩流变仪内的剪切应力松弛更加明显。压缩与弯曲应力松弛过程中应力的衰减可分离出快慢两个阶段,第I阶段的应力松弛时间低于第II阶段两个数量级,第I阶段应力衰减幅度是第II阶段的3.5倍,第I阶段应力衰减幅度随着植物纤维含量增加而上升,而第二阶段应力衰减幅度随植物纤维含量的增加而下降。（4）针对植物纤维/聚合物体系流动性差的特点设计了在线挤出模压成型工艺来加工高植物纤维含量复合材料异型包装盒盒坯。基于复合材料剪切应力松弛理论分析了影响该工艺中熔体料坯在线挤出计量过程计量精度、计量稳定性以及计量效率的关键因素。结果表明:复合材料熔体计量质量标准偏差随着聚丙烯熔融指数的增加而降低,随着植物纤维含量的增加先降低后升高,峰谷植物纤维含量在25wt%附近。增加计量筒活塞背压可以降低熔体计量质量标准偏差,当背压超过1.5 MPa在双工位切换时会引起计量不稳定现象,而复合材料熔体料坯的计量效率与熔体计量质量标准偏差值呈负相关。（5）从应力松弛的角度分析了植物纤维/聚丙烯复合材料在线挤出模压成型过程中植物纤维含量、模具温度以及成型工艺参数对包装盒盒坯翘曲变形量、力学性能以及生产效率的影响。对比了在线挤出模压成型工艺与传统两步法注塑成型工艺在高含量植物纤维/聚丙烯复合材料包装盒盒坯加工过程中应力松弛行为、物理机械性能、翘曲变形量以及生产效率等指标的差异。结果表明:在线挤出模压成型工艺加工的植物纤维/聚丙烯复合材料异型结构包装盒盒坯的翘曲变形量相对传统的注塑成型低32.4%,尺寸标准差降低了49.6%。在线挤出模压成型工艺制备的包装盒盒坯的拉伸强度、断裂伸长率与冲击强度指标均优于注塑成型。本论文从聚合物高分子链的微观结构、运动模式以及其与植物纤维的界面作用角度出发构建了植物纤维/聚合物体系应力松弛的微观物理模型与数学理论模型,在此基础上针对高含量植物纤维增强聚合物体系流动性差的特点设计了在线挤出模压成型工艺来加工异型结构包装盒盒坯。提出的理论模型可以用于深入分析并预测复合材料在不同载荷与边界条件下的应力松弛行为,精确调控应力松弛时间,达到间接精确控制加工成型过程中与应力松弛密切相关物理变量精度与稳定性的目的,对提升复合材料制品的加工品质与生产效率具有非常重要的理论与实践指导意义。
宋家兴[2]（2021）在《粘弹性Taylor-Couette湍流的直接数值模拟研究》文中提出复杂流体在自然界中广泛存在并被不断应用于各种工程设计领域,柔性聚合物与流体流动的相互作用是软物质物理学和流体力学中最具挑战性的课题之一。牛顿Taylor-Couette（TC）湍流中加入可溶性长链高分子聚合物会对流动产生显着的影响。聚合物溶液的非线性粘弹性响应引起的新的不稳定性和流动状态极大地改变了牛顿湍流动力学和转捩路径。本文采用直接数值模拟研究了粘弹性湍流TC流动的三个经典问题,包括:1)湍流增阻的曲率依赖性;2)高阶流态转捩路径和3)湍流的惯/弹性主导机制研究。本文主要研究结果简述如下:对不同半径比下高雷诺数（Re=3000）粘弹性TC湍流的增阻现象,我们通过系统的角动量及其与流动涡结构的内在联系的分析,探究了增阻的几何曲率依赖性和机理。具体来说,研究发现,随着半径比的增加,小半径比（η=0.5）流场中小尺度的戈特勒涡结构会逐渐变弱并消失,而大半径比（η=0.912）流场中的大尺度泰勒涡结构则会逐渐变得规整并且占据整个圆筒间隔空间。角动量通量的输运特征也体现了上述涡结构的变化过程。通过分析对流通量和高聚物弹性应力对角动量通量的贡献,清晰地解释了与涡结构相对应的增阻机制及其随半径比的变化。以上研究发现将为今后研究具有弯曲流线几何构型下的局部弹性湍流结构提供新的指引路径,并为聚合物添加剂对湍流阻力行为的影响研究提供新的参考。以上研究还发现大半径比下湍流出现类似于层流化的现象,受此启发,我们数值研究了大半径比（η=0.912）和高雷诺数（Re=3000）情况下TC流动中聚合物溶液弹性诱导的流态转捩。研究首次发现了粘弹性TC流动中一条从惯性湍流到弹性主导的湍流的高阶转捩路径。这条分为两步的新颖转捩路径是通过在固定的聚合物浓度下增加最大分子链的长度L从而增加流体的拉伸粘性和环向应力来实现的。第一步,惯性湍流逐渐稳定为类似于调制波状涡流动的层流状态;第二步,这一层流状态进而失稳转捩到弹性主导的湍流状态。这种在空间上光滑且时间上随机的湍流态,在能谱上具有-3.5的幂次率,与弹性湍流非常类似。该转捩路径以及所历经的流动状态与平行剪切流中从惯性湍流到惯弹性湍流的反向转捩路径完全不同,表明了聚合物引起的环向应力在实现弹性主导湍流中的重要性。系统总的湍动能和弹性势能以及惯性应力和弹性应力呈现出相对强弱的变化,体现了该转捩路径背后惯性和弹性非线性之间的复杂竞争过程。最后,为了探究小半径比下圆筒壁面附近小尺度戈特勒涡结构对粘弹性TC湍流动力学和统计量特征的影响,我们通过发展新型的数值方法研究了小半径比（η=0.5）下Re从500到8000的惯弹性TC湍流。新开发的数值方法可以完全避免使用人工粘性,这克服了传统伪谱方法因添加人工粘性带来非物理影响的固有缺陷。研究发现随着Re的增加,湍流动力学可以分为两种状态:低Re情况下的弹性主导的湍流和高Re情况下的惯性主导的湍流。在弹性主导的湍流中,系统动量、应力和能量的输运及混合主要来自中心区域的大尺度流动结构的贡献。然而,在惯性主导的湍流中,物理量的输运和混合则主要受到来自近壁区域小尺度流动结构的影响。尽管如此,对所有Re,流场中都存在小尺度的弹性戈特勒涡,研究证明它们在内壁附近可以形成人字形的条带结构,其时间尺度比牛顿流的情形长得多。另外,流动-微结构耦合分析表明内壁面附近径向外流区域的弹性戈特勒不稳定性是由具有高拉伸率的聚合物产生的显着环向应力触发的。对平均流向拟涡能、平均动能、湍动能和雷诺剪切应力的输运平衡的详细研究表明,流体惯性的增加会阻碍弹性应力的生成,从而导致与弹性有关的非线性效应对湍流动力学和统计量的影响单调地减弱。
薛斌[3]（2020）在《基于振动力场作用下三螺杆挤出聚乳酸基材料混合机理及其结构性能研究》文中研究表明近几十年来,石油基高分子材料的用量剧增,在加速石油资源短缺的同时,也对环境造成了严重的污染。自“限塑令”出台以来,以聚乳酸（poly-lactic acid）,PLA)为代表的生物可降解绿色高分子材料受到了广泛的关注。PLA具有拉伸强度高、易加工、生物相容性好及生物可降解等优点,被认为是最具前途的生物基高分子材料。然而纯PLA是一种脆性较高的材料,其较低的断裂伸长率和抗冲击强度等缺点限制了其应用。为提高PLA基材料的韧性,通常加入韧性材料、填充物等,以改善其性能。在PLA的韧化改性过程中,混合效果的好坏直接影响着其性能。因此,如何在PLA的加工过程中,通过加工技术和装备的创新,实现更好的混合效果,提高PLA基材料的综合性能,不仅对生物基PLA的广泛应用有着重大的影响,而且对降低因石油基高分子的广泛使用所带来的石油资源浪费与环境污染问题有着重大的现实意义,因此,对加工设备的混合能力提出了更高的要求。据此,课题组创新性地研制了一种平衡式三螺杆动态挤出机,为PLA基材料的制备及发展振动力场加工混合理论具有着重要的科学意义。本文通过自主研制的平衡式三螺杆动态挤出机,采用两端对称进料、物料对螺旋作用力相互抵消的“平衡式”结构,将振动力场引入到聚合物材料的混合加工过程中,成功制备了PLA基共混/复合材料。基于理论分析,建立了平衡式三螺杆动态挤出机塑化输运系统内混合输运过程中的物理和数学模型。通过数值求解,获得了振动力场参数与螺杆周向和轴向的速度及其形变速率变化的关系,证明了在中间螺杆施加轴向振动,能够使螺杆之间产生周期性变换的剪切-拉伸复合流场。运用Polyflow对三螺杆挤出机啮合块进行了数值模拟,研究了振动力场对速度场、混合指数、剪切速率场与粒子运动轨迹的影响规律,分析发现,轴向振动使中间主啮合块和两侧副啮合块的轴向齿间啮合间隙呈周期性变化,物料有轴向向前的速度,且存在的漏流现象。结果显示,混合指数（?）在整个模拟时间段内呈周期性变化,且都存在?大于0.5的区域,验证了剪切-拉伸复合流场的存在。基于理论分析,采用实验研究手段,制备了PLA/三元乙丙橡胶（EPDM）,PLA/聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（EGMA）、PLA/有机蒙脱土（OMMT）三种PLA基材料。实验结果显示,与稳态加工力场相比,振动力场的引入所制备的PLA/EPDM共混物中分散相EPDM粒子粒径减小,分布均匀;制备的PLA/PBS/EGMA共混物中EGMA环氧基团与PLA分子和PBS分子中的羟基发生原位反应的比例提高,导致分布在PLA和PBS相界面上的PLA/PBS-g-EGMA共聚物增多;制备的PLA/OMMT复合材料中片层OMMT在PLA基体层间距增加,团聚程度显着减小。以上结果表明,振动力场的引入提高了PLA基材料中分散相的分散效果。基于实验结果,深入分析了振动力场对混合过程的影响规律及其分散机理,揭示了振动力场的振幅和振频对平衡式三螺杆动态挤出机所制备的PLA基材料性能的影响规律,建立了工艺-结构-性能之间的关系,为制备高性能聚乳酸基材料提供了理论依据。本课题将振动力场引入三螺杆挤出机,突破了传统的单、双螺杆挤出机以剪切形变为主导的混炼机制,轴向振动使熔体输送过程中承受了一定的拉伸形变作用,螺杆之间产生周期性变换的剪切-拉伸复杂流场,对PLA基材料塑化起到强化混合以及促进分散等作用。因此,平衡式三螺杆动态挤出机必将成为聚合物混合混炼加工成型的重要设备,为聚合物复合材料加工发展起到重要作用。
鉴冉冉[4]（2019）在《场协同螺杆塑化过程流动特性与强化传热机理研究》文中提出聚合物塑化过程的强制对流和强化传热过程对聚合物的熔融与塑化具有至关重要的影响,而聚合物塑化均匀性又将直接影响最终制品质量和制品性能,材料塑化不均是导致精密制品缺陷的重要原因。因此对聚合物塑化过程热的有效管理和温差场均匀性的有效控制具有重要的现实意义。本文归纳总结了聚合物塑化理论和场协同原理在国内外的研究现状,并在此基础上,开展聚合物塑化过程流动与传热机理的基础研究,进一步提出了聚合物流动混合过程的熵增效应与聚合物流动传热过程的协同效应,并对该理论进行了详细阐述与论证。基于聚合物多场协同强化对流传热与高效塑化的新思路,创新设计新型扭转元件,通过数值计算、冷态可视化试验及热态多参数在线监测试验等手段对其混合与传热机理进行了探究,提出了场协同强化传热高效塑化的螺杆塑化新方法,解决塑化不均的难题,为聚合物精密成型及高性能材料的研发与应用提供理论指导,拓展了场协同理论在高黏度非牛顿流体强化传热领域的新知识。本文主要研究工作及创新点如下:（1）聚合物多场协同强化传热传质新方法及理论创新提出了聚合物流动混合过程的熵增效应与聚合物流动传热过程的协同效应。论证了粒子的无规化发展是引起混合的本质因素,包括位移无规化和粒径无规化;同时论证了速度场、剪切速率场、速度梯度场、温度梯度场等物理场之间的协同耦合关系;并验证了聚合物加工场协同理论的可行性,为指导螺杆结构设计提供了新的理论依据。创新设计了新型强化传热与高效混炼的扭转元件及场协同螺杆,分析了扭转元件的混合模型、传热模型和熔融模型。该扭转元件增加了粒子的物质熵和场协同性,即提高了流体的扰流和无规化程度,以及速度场与温度梯度场之间的协同性,对聚合物流体具有分流汇流和扭转翻滚的作用,有利于聚合物流体的混合与传热及其温度均匀性。（2）聚合物在扭转元件及场协同螺杆中的强化传质特性扭转元件的引入使聚合物在流道中获得了局部螺旋流/涡流,强化了流体径向传质,提高了聚合物熔体的混合和塑化性能,使聚合物熔体的温度分布、黏度分布等物性参数更加均匀,从而保证制品质量;场协同螺杆的混合性能优于常规螺杆,且扭转元件的排布对混合性能有较大影响,其中单个扭转元件与单一导程螺纹元件相间排列的螺杆混合性能最优。（3）聚合物在扭转元件及场协同螺杆中的强化传热机理扭转元件的引入提高了速度场与温度梯度场之间的协同性,具有很好的对流换热性能,达到了强化传热的目的。扭转元件数量和排布对聚合物熔融特性均有明显影响,其熔融过程符合瞬态熔融理论并能够显着改善径向温度均匀性;随着扭转元件数量或扭转元件分散程度的增加,对流换热性能有所改善。此外,场协同螺杆在不增加额外能耗的情况下,获得了比常规螺杆更优异的传热性能。场协同理论可以很好的解释聚合物加工领域非牛顿黏弹性流体的传热性能,运用场协同理论指导螺杆结构设计,为提高螺杆塑化系统塑化能力和传热效率提供了一种行之有效的方法,为解决螺杆塑化不均的问题开辟了新途径。（4）聚合物塑化过程中螺杆性能的综合评价体系建立建立了聚合物塑化过程中螺杆性能的综合评价体系,通过混合、传热、塑化、能耗、协同等五个方面对螺杆的性能进行了定量分析,确定了混合评价因子、传热评价因子、塑化评价因子、能耗评价因子、协同评价因子,实现了螺杆性能的多目标决策和综合评价,为定量评估螺杆对聚合物塑化过程性能的影响力水平,开辟了一条新的道路。（5）场协同螺杆在聚合物微孔发泡、纤维增强复合材料领域的应用采用自主设计的场协同螺杆,成功制备了泡孔尺寸在100μm以下的化学发泡泡沫材料,泡孔尺寸在10μm以下的物理发泡泡沫材料,以及平均纤维长度在500μm以上的回收碳纤维增强聚丙烯复合材料。综上,本文针对聚合物塑化过程温度调控和热管理问题,以螺杆结构为切入点,创新提出聚合物多场协同强化对流传热与高效塑化新方法及新结构,对聚合物螺杆塑化系统优化设计具有借鉴意义,为解决螺杆塑化不均等问题开辟了新途径。
胡绵伟[5]（2020）在《基于POLYFLOW单螺杆挤出推进剂过程的数值模拟》文中研究表明固体推进剂的单螺杆挤出工艺目前固体推进剂生产的一种重要的工艺条件。对于单螺杆挤出的数值模拟研究大都集中于高分子聚合物的生产当中,对于推进剂挤出工艺的研究还较少。推进剂是一种含能材料,在生产过程中容易发生自身的降解等危险事故。传统的试验研究易发生危险并且消耗人力物力和时间成本,所以采用数值模拟的方法对螺压挤出工艺进行研究。首先是几何模型的绘制及数值模拟的计算,之后通过网格划分软件Gambit对螺杆和流道进行网格的划分,最后将划分好的网格文件导入到ANSYS的POLYFLOW中,对流道和螺杆进行边界设定和模拟计算,对获得的结果采用CFD-POST软件进行后处理分析。其次是对于结果后处理的分析。后处理着重分析的是在不同的转速下挤出过程中推进剂流体流动参数的变化情况。在分析过程中又将模拟分为了稳态和非稳态两种情况,参数（温度、速度、剪切速率、压力等）的分析都是基于定速（10rpm）和不同转速（10、12、14、16、18、20rpm）的。以上的分析和结果表明:在挤出过程中流体的温度和压力以及剪切速率等参数与螺杆的转速呈现正向相关的关系;在螺棱面处取得各个参数的峰值;对于温度的管控要更加严格,温度在流体区域出口处取得最大值,并且在此区域容易发生温度的突变,所以要确保温度和螺杆转速在安全生产的范围内。由于本文的模拟是根据推进剂生产过程中的实际参数情况,同时模拟分为稳态和瞬态两种情况,能很好的还原单螺杆挤出过程中的生产。所以模拟结果可以对实际的生产提供一定的指导意义。
焦冬梅[6]（2017）在《橡胶振动挤注流动机理及实验研究》文中提出流动性是橡胶加工的重要流变性质,是决定橡胶加工难易性、产品质量稳定性、能耗高低的重要因素。人们通过改变橡胶结构、调整胶料配方、改变工艺参数等传统方式对流动性进行了较全面的研究,但对于橡胶来说通过传统方法改变流动性实现减小粘度、降低能耗很难有较大的突破,因而迫切需要提出一种新的方法提高胶料的流动性能,达到降低成型压力,降低能耗的目的。本文创新性的将振动应用于橡胶流动过程中,研究振动与橡胶的流变关系。虽然人们对振动在塑料成型中的应用进行了大量的理论和实验研究,但是橡胶独特的柔顺性、易焦烧性、不同的流动热历程、明显的压力损失、复杂的壁面黏附关系、明显的弹性滞后与塑料有典型不同。所以本课题的提出有重要的理论和工程意义。本文重点研究橡胶振动挤注流动机理并结合实验进行了深入的研究,具体工作如下:1.提出一种将振动引入橡胶流动过程中改变流动性、降低成型能耗的新方法,研究了橡胶在振动复合场中的流动机理,建立了弹性运动机理模型、胶料流动动力学模型;并在高分子材料本构关系基础上,采用近似稳态法,将胶料的壁面滑移影响考虑到振动流场中,建立物理及数学模型,修正了振动下粘度方程,从理论上确定影响橡胶振动流动性的因素,丰富了橡胶流动性理论。2.设置动网格并结合UDF描述振动作用下流场胶料流动状态由于边界运动或变形随时间的变化,通过Fluent对胶料在振动作用下的流场进行压力场、温度场、速度场、流量等数值模拟分析。模拟结果表明,胶料流量随振幅、频率增加而增加,注射压力随振幅、频率增加而减小,振动利于流动效率提高和能耗降低;速度流线曲率变小,曲线变钝,振动利于胶料流动均匀性变好;振动引起胶料的剪切效果增强,高剪切热使胶料温度升高,振动利于粘度下降,流动性变好,并可有效降低外部热源的输入,降低能耗。3.为弥补现有橡胶检测设备无法对与生产条件接近的振动成型流动性进行实验及表征的不足,本课题搭建了一套橡胶振动实验平台,并自行设计了橡胶挤出、注射模具。实验平台振动频率范围为0100Hz,振幅为05.0mm,可进行传统及振动橡胶成型实验,振动参数频率、振幅、波形可调,操作方便,控制准确。实验模具适用性强、结构简单,更换方便,可以在不同的组合下模拟橡胶不同的成型过程,并可进行不同方向、位置振动的引入,以满足不同实验需求。4.通过在实验平台上进行橡胶振动挤注流动实验,分析胶料在振动中的流动行为。研究不同振动叠加位置、方向对胶料流动的影响规律,研究振动对不同橡胶成型过程的影响规律,确定了振动参数与橡胶流动性的关系。振动挤出实验结果表明振动引入胶料流动过程有利于提高流动性,降低挤出压力、降低能耗;引入与胶料流动方向平行振动比45゜振动对流动性影响效果明显;振动注射实验结果表明,振动对弹性大的胶种流动性影响效果明显,且使胶料的充填性增强。振幅比频率对流动性的影响效果明显。实验为最佳振动工艺参数的确定提供了指导,并验证了振动流动机理及数值模拟结果的正确性。5.对建立的胶料振动作用下流动粘度数学模型进行了验证,证明了模型的正确性和可靠性。基于正交实验方法及Matlab软件,建立了振动注射过程中注射压力与注射速度、频率、振幅参数间的多元非线性数学模型,并验证模型的有效性。以上成果为进一步开展橡胶振动成型对力学性能的提升、制品性能的影响奠定了理论和实验基础,指明了继续研究的方向。
魏小淞[7]（2015）在《聚烯烃振动剪切形变强化挤出特性及模型化研究》文中研究说明挤出成型是聚合物加工中重要的成型方法之一,广泛地应用于薄膜、管材、板材、片材等产品的加工。螺杆挤出机是挤出加工成型的主要设备,在传统的螺杆挤出机中,螺杆的运动方式只是周向的旋转运动,从而使物料在剪切力场作用下生产。学者通过研究熔体在振动力场下的流变行为发现熔体的粘度、挤出压力降低,体积流率升高。大部分的熔体加振的设备是在机头处施加振动,形成局部的振动力场,并没有充分利用振动技术在聚合物成型加工行业的作用。针对这一问题而设计的机械激振式动态挤出机通过激振系统的传动使螺杆在轴向旋转运动和轴向振动运动下协同工作,实现了将振动技术引入聚合物加工的全过程。同时使用新型反向偏心双螺槽螺杆,提高了塑化混炼效果,使振动力场在聚合物加工过程中的作用更显着。挤出产量、挤出功率等是衡量一台挤出机性能的重要指标,本文论述了激振系统的工作原理,分析了螺杆轴向运动的运动过程。同时建立了相应的物理模型和数学模型,从理论上研究了振动剪切形变强化作用下的挤出特性,并且以低密度聚乙烯为原料进行实验测量,分析了螺杆转速、振动幅度、振动频率等因素对挤出产量和挤出功率的影响,研究结果表明:螺杆通过激振系统传动实现了轴向振动,振动幅度与关节轴承位置有关,振动频率与激振电机转速有关;由数学模型解析可知,在振动力场作用下,挤出压力比稳态挤出时的压力低,同时挤出功率也有一定程度的下降。以低密度聚乙烯为实验材料,挤出压力随转速提高而增加,同转速下,挤出压力随振动幅度或者振动频率增加而降低,振动强度越大挤出压力降低越明显;挤出功率、挤出产量的变化规律与挤出压力类似,挤出功率随挤出压力增大而增大。
陈金伟[8]（2014）在《聚合物熔体振荡推拉成型试样的结构与性能研究》文中研究说明本文在自制的循环振荡推拉成型设备平台上，通过在成型过程中引入往复剪切动态力场和往复振荡剪切力场，对比系统研究分析了三种不同聚合物分别在不同动态力场作用下聚合物试样聚集态结构和性能变化的规律和响应机理。1.选取常用高结晶型高密度聚乙烯HDPE，使用自制的聚合物熔体循环振荡推拉设备进行常规挤塑成型、循环推拉成型及循环振荡推拉成型实验，对比研究了不同力场下成型试样的力学性能变化规律，结果发现成型过程中引入往复剪切动态力场的循环推拉成型试样的拉伸强度、冲击强度和弹性模量相比没有引入动态力场属于静态成型的常规挤塑成型分别提高了85%、113%和48%，实现了试样性能的自增强增韧；引入往复振荡剪切动态力场后的循环振荡推拉成型试样性能相比循环推拉成型又进一步提高了26%、39%和26%。利用PLM、DSC、2D-WAXD及SEM微观结构表征手段对成型试样的聚集态微观结构进行表征，对比分析了静态力场（非动态力场）、往复剪切动态力场和往复振荡剪切复合动态力场作用下高结晶度聚合物聚集态结构及性能变化的响应机理，发现试样力学性能提高的原因在于动态力场形成了高度取向的串晶及串晶互锁结构，并提高了试样的取向度和结晶度；往复振荡剪切复合动态力场与往复剪切动态力场相比串晶数量增加导致取向层的增厚、串晶互锁紊乱区的减少及结晶度的进一步提高是其力学性能进一步提高的原因。使串晶数量增多取向层增厚大幅提高拉伸强度和冲击强度是往复振荡剪切复合动态力场成型HDPE试样时相比往复剪切单一动态力场的突出优点。2.选取常用半结晶型等规聚丙烯iPP，使用自制的聚合物熔体循环振荡推拉设备进行常规挤塑成型、循环推拉成型及循环振荡推拉成型标准哑铃样条试样，研究了不同力场下成型试样的力学性能变化规律，结果发现成型过程中引入往复剪切动态力场的循环推拉成型试样的拉伸强度、冲击强度和弹性模量相比没有引入动态力场属于静态成型的常规挤塑成型分别提高了52%、160%和87%，实现了试样性能的自增强增韧；引入往复振荡剪切动态力场后的循环振荡推拉成型试样相比循环推拉成型又进一步提高了19%、79%和12%。利用PLM、DSC、2D-WAXD及SEM微观结构表征手段对成型试样的聚集态微观结构进行表征，对比分析了静态力场（非动态力场）、往复剪切动态力场和往复振荡剪切复合动态力场作用下半结晶聚合物聚集态结构及性能变化的响应机理，发现试样力学性能提高的原因在于动态力场使球晶尺寸减少且球晶密度增加，并提高了试样的取向度和结晶度。与往复剪切动态力场相比，往复振荡剪切复合动态力场使试样进一步自增强增韧的原因在于球晶尺寸的进一步减少和球晶密度的进一步增加，并进一步提高了试样的取向度和结晶度。球晶间形成高度取向的片晶、球晶的进一步细密化实现试样性能的增强增韧是往复振荡剪切复合动态力场作用下成型iPP试样相比往复剪切单一动态力场的突出特点。3.选取常用高抗冲聚苯乙烯HIPS，使用自制聚合物熔体循环振荡推拉设备进行常规挤塑成型、循环推拉成型及循环振荡推拉成型，研究了不同力场下成型试样的力学性能变化规律，结果发现成型过程中引入往复剪切动态力场的循环推拉成型试样的拉伸强度、冲击强度和弹性模量相比没有引入动态力场属于静态成型的常规挤塑成型分别提高了56%、263%和80%，断裂伸长率同时获得27%的提高；引入往复振荡剪切动态力场后的循环振荡推拉成型比循环推拉成型试样的拉伸、冲击、弹性模量及断裂伸长率分别提高了8%、56%、8%及22%。利用SEM、SAXS及TEM微观结构表征手段对成型试样的聚集态微观结构进行表征，对比分析了静态力场（非动态力场）、往复剪切动态力场和往复振荡剪切复合动态力场作用下HIPS试样分层形貌的形成机理和试样聚集态结构、性能变化的响应机理，结果发现动态力场作用下PS基体的取向及在HIPS试样皮层形成了沿流动方向取向且平行排列的鹅卵石形状PB相是其HIPS试样力学性能增强增韧的主要原因，这种特殊相结构可以大幅提高试样的冲击强度，同时使拉伸强度获得一定提高；引入往复振荡剪切复合动态力力后使试样力学性能比循环推拉成型进一步获取提高，其原因在于复合动态力场使PB相变形程度增加，获得更多的变形且纤化增强的PB相使皮层增厚，且变形PB相的取向平行排列更为规整。通过形成变形更为剧烈、进一步纤化且取向平行排列的PB相是往复振荡剪切复合动态力场作用下成型HIPS试样相比往复单一动态力场的突出特点。
李祥刚[9]（2014）在《高剪切速率下高分子熔体动态流变行为的表征及应用》文中进行了进一步梳理摘要：高分子的成型加工大部分在较高剪切速率下完成,例如注射成型的剪切速率范围约为10s-1-104s-1。因此,研究高剪切速率下高分子熔体的动态流变行为对加工流场中材料结构的表征、本构方程的检验等有重要意义,也可以指导高分子成型工艺及设备的优化与改进。但目前该领域的研究很少,主要是因为商业化的流变仪进行高分子熔体动态流变实验所能达到的最高剪切速率一般小于10s-1。本文建立了剪切应力、剪切速率和剪切应变的测试理论,自行搭建了实验平台,实现了高剪切速率下动态流变行为的研究。根据对实验平台的功能分析,确定流动方式为泊肃叶流动,测试模式为平行叠加振荡模式。对平行叠加振荡剪切测试的流场进行分析,构建物理模型和数学模型,建立了相应的流变测试理论,根据柱塞运动速度、熔体压力、口模和料筒尺寸等可以直接控制或测量的物理量,求得剪切应力、剪切速率和剪切应变等可以描述流变行为的量。根据建立的流变测试理论进行计算,确定了毛细管、料筒等一些关键零部件的设计与选型。搭建的实验平台温度控制误差小于±0.4℃,振动频率控制误差不超过0.1Hz、相对误差不超过0.2%,振幅控制相对误差在5%～0.5%的范围内,均满足实验要求。基于自行搭建的实验平台,推导了可以表征高剪切速率下高分子熔体非线性黏弹性的物料函数。实验研究了振动对剪切应力的影响,结果表明：剪切应力可分解为稳态分量和动态分量；剪切速率动态分量的应力响应存在非线性,不能简单沿用线性黏弹性区动态流变测试的物料函数；随振幅增大,叠加振荡流场对稳态流场的影响越来越显着。定义ηa为平行叠加振荡流场稳态分量的表观黏度,作为表征平行叠加振荡流场稳态分量流变行为的物料函数。根据傅里叶变换流变学法和应力分解法,分别推导了表征平行叠加振荡流场动态分量流变行为的物料函数。选取综合性能优异、用量大的通用塑料PP及其共混、填充改性体系进行实验研究,结果表明：振动可以显着降低ηa,减小成型加工过程中流体阻力,从而达到节能降耗的目的；ηa的降低程度受到振幅和频率的协同作用,对剪切速率没有依赖性。振动力场下玩显着降低的现象,可以用高分子蠕动模型和自由体积理论解释。对PP/PS共混体系的流变实验研究表明,振动并未使PP/PS发生明显的可以影响流变行为的相形态变化。对PP/CaCO3填充体系的流变实验研究表明,成型加工过程中,振动力场可以改变无机刚性粒子在聚合物基体中的分散性,降低复合材料熔体的ηa。根据Wagner方程,推导了高剪切速率下平行叠加振荡剪切流场的物料函数的理论计算结果。选择PP进行研究,将物料函数的计算值与实测值进行对比,结果表明：Wagner本构方程的预测结果可以反映瓦随振幅的变化趋势,且在振幅较小时,傅里叶流变学法得到的剪切应力基波振幅τ1的理论值与实测值较吻合。但是,随振幅增大,瓦和τ,的理论值与实测值之间偏差增大,应寻找更为普适的衰减函数,改进Wager本构方程。
何和智[10]（2012）在《聚合物复合材料三螺杆动态挤出过程及其结构性能研究》文中提出聚合物复合材料已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、医疗器械、家电、包装等领域，近年市场需求量不断增加。然而当前制备聚合物复合材料的技术及设备主要是单螺杆混炼挤出机、双螺杆混炼挤出机，这些传统设备存在混合分散效果差，能耗高，挤出制品质量低等问题。我们提出并发明了中间螺杆可振动的一字排列三螺杆混炼挤出方法及技术，为聚合物复合材料的制备与加工提供了新的手段，对聚合物复合材料的应用与发展具有十分重要的科学与现实意义。通过三螺杆动力传动分配、电磁激振力与挤压系统机械结构的协同作用，实现了通过中间螺杆轴向振动使主螺杆和两侧副螺杆间的轴向啮合间隙发生周期性变化，将振动力场引入聚合物复合材料塑化混炼全过程，并成功研制了一字排列三螺杆动态混炼挤出机；建立了中间螺杆轴向振动动力学模型和分析中间螺杆轴在阻尼系统中的幅频特性，并利用Tanner修正的Maxwell非线性本构方程对三螺杆螺槽C型室内物料的流动进行了三维数值模拟，证明了中间螺杆的轴向振动对聚合物复合材料的混炼挤出过程特性产生了深刻的影响，发现了振动力场导致螺槽C型室内物料产生混沌混合现象，同时提出和定义了一个无因次组合数（准数VI1）作为振动力场强化物料分布混合的指标。通过建立中间螺杆可振动三螺杆挤压系统的物理模型及数学模型，采用网格重叠技术，数值模拟和分析了三螺杆螺槽内熔体速度、压力、粘度、剪切速率等与螺杆转速、中间螺杆振频或振幅等参数的关系，发现随转速、振频、振幅的增加，流场的剪切速率、速度、流量、螺棱两侧压差等都有一定程度的增加，而流场的粘度均值、压力均值都有一定程度的下降，并且流道内的压力、剪切速率等呈周期性变化，由此推断三螺杆动态挤出机的剪切混合作用随转速、振动强度的增加而增强，证明了中间螺杆振动强化了聚合物复合材料的混合混炼过程，从而能提高聚合物复合材料制品性能。利用我们自行研制的一字排列三螺杆动态混炼挤出机分别加工与制备了三元乙丙橡胶/聚丙烯、硅灰石/聚丙烯、超细碳酸钙/聚丙烯这三种比较典型的聚合物复合材料。通过改变中间螺杆的振动参数（振频和振幅）、三螺杆转速和复合体系组成比率等参数，重点研究了复合材料制品的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率、相态结构与振动参数之间的关系，发现了与稳态（没有引入振动力场）相比较动态（引入振动力场）加工条件下复合材料制品力学性能得到不同程度提高，其微观结构得到了很大改善等规律，证明了中间螺杆可振动的一字排列三螺杆混炼挤出方法及技术能够改善与提高聚合物复合材料制品的结构性能，也说明了一字排列三螺杆动态混炼挤出机非常适合加工与制备聚合物复合材料。
二、振动力场作用下聚合物熔体本构关系的研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、振动力场作用下聚合物熔体本构关系的研究进展（论文提纲范文）
（1）植物纤维/聚丙烯体系应力松弛时间表征及调控机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 植物纤维/聚烯烃复合材料的特点及应用 |
| 1.2 植物纤维/聚丙烯复合材料的加工与性能 |
| 1.3 聚合物加工成型过程的应力松弛 |
| 1.3.1 聚合物材料应力松弛特点 |
| 1.3.2 聚合物的静态应力松弛过程 |
| 1.3.3 聚合物材料动态应力松弛过程 |
| 1.4 聚合物复杂体系应力松弛的机理与理论模型 |
| 1.4.1 Maxwell模型 |
| 1.4.2 Carreau模型 |
| 1.4.3 Rouse模型 |
| 1.4.4 Zimm模型 |
| 1.4.5 爬杆模型 |
| 1.4.6 其他应力松弛模型 |
| 1.5 应力松弛时间的表征 |
| 1.5.1 静态应力松弛时间的表征 |
| 1.5.2 动态应力松弛时间的表征 |
| 1.5.3 应力松弛时间的间接表征 |
| 1.6 聚合物的低温加工成型工艺 |
| 1.7 研究目的、意义、关键科学问题及内容 |
| 1.7.1 研究目的 |
| 1.7.2 研究意义 |
| 1.7.3 拟解决的关键科学问题 |
| 1.7.4 研究内容 |
| 第二章 聚丙烯熔体应力松弛模型与实验表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 应力松弛时间理论分析 |
| 2.2.1 聚丙烯高分子链在剪切场中应力松弛过程 |
| 2.2.2 剪切应力松弛物理模型 |
| 2.2.3 分子量、分子量分布与熔融指数 |
| 2.2.4 应力松弛时间的剪切速率依赖性 |
| 2.2.5 应力松弛时间的温度依赖性 |
| 2.2.6 转矩流变仪密炼腔内熔体的剪切流变特性 |
| 2.3 实验 |
| 2.3.1 实验材料 |
| 2.3.2 实验仪器 |
| 2.3.3 基于GPC的聚丙烯分子量及分子量分布的表征 |
| 2.3.4 基于熔融指数的聚丙烯分子量及分子量分布的计算与表征 |
| 2.3.5 基于挤出毛细管流变仪的剪切粘度表征 |
| 2.3.6 基于转矩流变仪的剪切应力松弛时间表征 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 DTBP含量与重均分子量关系的理论验证 |
| 2.4.2 剪切粘度与重均分子量的理论定量关系 |
| 2.4.3 重均分子量及其分布与剪切应力松弛时间关系的理论验证 |
| 2.4.4 剪切速率及熔体压力与剪切应力松弛时间的关系 |
| 2.4.5 加工温度与剪切应力松弛时间关系的理论验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 植物纤维/聚丙烯体系应力松弛模型与实验表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 应力松弛时间理论分析 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 应力松弛时间与纤维形态 |
| 3.2.3 应力松弛时间与界面强度 |
| 3.3 实验 |
| 3.3.1 实验材料 |
| 3.3.2 实验仪器 |
| 3.3.3 植物纤维/聚丙烯复合材料颗粒制备 |
| 3.3.4 剪切应力松弛时间表征 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 剑麻纤维含量及形态与剪切应力松弛时间关系的理论验证 |
| 3.4.2 竹纤维含量及形态与剪切应力松弛时间的关系 |
| 3.4.3 界面强度与剪切应力松弛时间的理论验证 |
| 3.4.4 转子转速与剪切应力松弛参数的关系 |
| 3.4.5 加工温度与剪切应力松弛时间的关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 竹纤维/聚丙烯体系受压应力松弛时间表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 植物纤维/聚丙烯复合材料颗粒制备 |
| 4.2.4 压缩/弯曲应力松弛试样制备 |
| 4.2.5 压缩/弯曲应力松弛时间表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 剪切与压缩应力松弛的特征 |
| 4.3.2 竹纤维含量与压缩应力松弛参数的关系 |
| 4.3.3 界面强度与压缩应力松弛参数的关系 |
| 4.3.4 加压方式与压缩应力松弛参数的关系 |
| 4.3.5 加压速度与压缩应力松弛时间的关系 |
| 4.3.6 加工温度与压缩应力松弛时间的关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 复合材料熔体挤出计量过程应力松弛与精度调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 实验仪器与设备 |
| 5.2.3 熔体挤出计量精度测量 |
| 5.2.4 料坯密度的测量 |
| 5.2.5 料坯计量效率的测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 在线挤出计量过程熔体的应力松弛 |
| 5.3.2 聚丙烯熔融指数与计量精度与效率的关系 |
| 5.3.3 植物纤维含量与计量精度与效率的关系 |
| 5.3.4 熔体压力与计量精度与效率的关系 |
| 5.3.5 计量筒温度与计量精度与效率的关系 |
| 5.3.6 活塞背压与计量精度与料坯密度的关系 |
| 5.3.7 双工位切换时间与计量精度及熔体料坯合格率的关系 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 竹纤维/聚丙烯复合材料应力松弛与盒坯物理性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 实验仪器与设备 |
| 6.2.3 在线挤出模压成型工艺 |
| 6.2.4 两步法注塑成型工艺 |
| 6.2.5 模压成型过程压力监测 |
| 6.2.6 翘曲变形量的测量 |
| 6.2.7 力学性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 模压成型过程熔体的应力松弛 |
| 6.3.2 应力松弛时间与制品翘曲变形量的关系 |
| 6.3.3 应力松弛行为与制品力学强度的关系 |
| 6.3.4 成型工艺与翘曲变形量的关系 |
| 6.3.5 加压工艺参数与翘曲变形量及成型效率的关系 |
| 6.3.6 模具温度与翘曲变形量与成型效率的关系 |
| 6.4 本章小节 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
| 致谢 |
（2）粘弹性Taylor-Couette湍流的直接数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 壁面剪切湍流 |
| 1.1.2 Taylor-Couette湍流 |
| 1.1.3 粘弹性流体 |
| 1.2 研究现状与意义 |
| 1.2.1 聚合物湍流减阻 |
| 1.2.2 弹惯性湍流 |
| 1.2.3 粘弹性Taylor-Couette流动 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第二章 粘弹性Taylor-Couette湍流模拟的数值方法 |
| 2.1 粘弹性湍流的数值模拟 |
| 2.2 粘弹性Taylor-Couette流动的数学模型 |
| 2.2.1 本构模型 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.3 速度场求解的数值方法 |
| 2.3.1 谱方法简介 |
| 2.3.2 谱方法求解速度场 |
| 2.3.3 Chebyshev多项式 |
| 2.3.4 不同表达式形式的Chebyshev多项式谱系数 |
| 2.4 构型张量场求解的数值方法 |
| 2.4.1 全谱方法 |
| 2.4.2 伪谱-差分杂交方法 |
| 第三章 粘弹性Taylor-Couette湍流的曲率依赖性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理问题和数学描述 |
| 3.3 计算方法和程序验证 |
| 3.4 湍流的增阻现象 |
| 3.4.1 角动量通量 |
| 3.4.2 扭矩 |
| 3.4.3 增阻率 |
| 3.5 湍流的增阻机理 |
| 3.5.1 流场涡结构 |
| 3.5.2 Pakdel-McKinley准则 |
| 3.5.3 角动量通量输运 |
| 3.5.4 速度脉动特性 |
| 3.5.5 涡的生成机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 粘弹性Taylor-Couette湍流的高阶流态转捩研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 物理问题和数学描述 |
| 4.3 计算方法和程序验证 |
| 4.4 流态转捩 |
| 4.4.1 牛顿湍流 |
| 4.4.2 湍流层流化 |
| 4.4.3 层流失稳转捩 |
| 4.4.4 条带结构 |
| 4.5 转捩机理 |
| 4.5.1 角动量通量平衡 |
| 4.5.2 惯性和弹性的竞争 |
| 4.5.3 Pakdel-McKinley准则 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 粘弹性Taylor-Couette湍流的惯/弹性主导机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物理问题和数学描述 |
| 5.3 计算方法和程序验证 |
| 5.4 近壁面的流场结构 |
| 5.4.1 弹性戈特勒涡 |
| 5.4.2 人字形条带结构 |
| 5.5 聚合物引起的湍流动力学 |
| 5.5.1 角动量的输运 |
| 5.5.2 平均动能和湍动能budget分析 |
| 5.5.3 雷诺剪切应力budget分析 |
| 5.6 流动和微观结构的耦合 |
| 5.6.1 聚合物的拉伸 |
| 5.6.2 环应力 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 工作总结和研究展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 附录A 柱坐标下各种微分形式的推导 |
| 附录B 柱坐标下控制方程的分量形式 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于振动力场作用下三螺杆挤出聚乳酸基材料混合机理及其结构性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 螺杆挤出机的发展研究历程 |
| 1.2.1 单双螺杆挤出机的研究现状 |
| 1.2.2 三螺杆挤出机的研究现状 |
| 1.2.3 振动力场的引入对聚合物加工的研究现状 |
| 1.3 混合理论的研究现状 |
| 1.3.1 混合的分类 |
| 1.3.2 混合研究的方法 |
| 1.4 本文的研究意义、研究目标、研究内容及创新点 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 创新点 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 平衡式三螺杆动态挤出机研制与实验方案 |
| 2.1 平衡式三螺杆动态挤出机的研制 |
| 2.1.1 主测控模块 |
| 2.1.2 激振模块 |
| 2.1.3 三螺杆挤出模块 |
| 2.2 平衡式三螺杆动态挤出机实验方案 |
| 2.2.1 实验目的 |
| 2.2.2 实验设备与仪器 |
| 2.2.3 样品制备与表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 平衡式三螺杆动态挤出机塑化输运系统运动学模型 |
| 3.1 螺杆物理模型 |
| 3.2 螺杆数学模型 |
| 3.2.1 螺杆几何关系 |
| 3.2.2 螺杆的运动速度分析 |
| 3.3 振动力场对螺杆的运动速度分析 |
| 3.3.1 螺杆周向速度 |
| 3.3.2 螺杆轴向速度 |
| 3.3.3 螺杆周向和轴向形变速率 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 平衡式三螺杆动态挤出机混合混炼数值模拟 |
| 4.1 数值模拟的前处理 |
| 4.1.1 几何模型的建立 |
| 4.1.2 数学模型建立 |
| 4.1.3 网格划分与边界条件 |
| 4.1.4 啮合块的运动 |
| 4.2 数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 速度场 |
| 4.2.2 混合指数 |
| 4.2.3 粒子停留时间分布 |
| 4.2.4 分离尺度 |
| 4.2.5 最大剪切应力 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 振动力场对PLA/EPDM共混体系的混合与结构性能研究 |
| 5.1 实验 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 实验设备与仪器 |
| 5.1.3 实验方案 |
| 5.1.4 样品制备与表征 |
| 5.2 引入振动力场对力学性能的研究 |
| 5.2.1 极差分析 |
| 5.2.2 方差分析 |
| 5.3 振动力场对PLA/EPDM共混体系性能研究 |
| 5.3.1 振动力场对脆断面微观形貌的影响 |
| 5.3.2 振动力场对力学的影响 |
| 5.3.3 振动力场对热稳定的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 振动力场对PLA/PBS/EGMA共混体系混合与结构性能研究 |
| 6.1 实验 |
| 6.1.1 实验材料 |
| 6.1.2 实验设备与仪器 |
| 6.1.3 实验方案 |
| 6.1.4 样品制备与表征 |
| 6.2 相容性分析 |
| 6.2.1 EGMA在 PLA/PBS中的分布分析 |
| 6.2.2 红外光谱分析 |
| 6.2.3 EGMA的分布的相形态 |
| 6.2.4 凝胶分数 |
| 6.3 加工参数对PLA/PBS/EGMA力学性能 |
| 6.3.1 稳态工作条件下力学性能的研究 |
| 6.3.2 振动力场对力学性能的研究 |
| 6.4 振动力场对体系性能的研究 |
| 6.4.1 振动力场对体系微观形貌的影响 |
| 6.4.2 振动力场对体系凝胶分数的影响 |
| 6.4.3 振动力场对体系力学性能的影响 |
| 6.4.4 振动力场对体系结晶行为的影响 |
| 6.4.5 振动力场对体系热稳定性的影响 |
| 6.6 振动力场对体系作用的分散混合机理 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 振动力场对PLA/OMMT复合材料体系混合与结构性能研究 |
| 7.1 实验 |
| 7.1.1 实验材料 |
| 7.1.2 实验设备与仪器 |
| 7.1.3 实验方案 |
| 7.1.4 样品制备与表征 |
| 7.2 振动力场对体系微观形貌的影响 |
| 7.2.1 振幅对体系微观形貌的影响 |
| 7.2.2 振频对体系微观形貌的影响 |
| 7.3 振动力场对体系的WXRD的影响 |
| 7.3.1 振幅对体系的WXRD的影响 |
| 7.3.2 振频对体系的WXRD的影响 |
| 7.4 振动力场对体系FT-IR的影响 |
| 7.4.1 振幅对体系红外光谱的影响 |
| 7.4.2 振频对体系红外光谱的影响 |
| 7.5 振动力场对体系力学性能的影响 |
| 7.5.1 振幅对体系拉伸性能的影响 |
| 7.5.2 振频对体系拉伸性能的影响 |
| 7.5.3 振幅/振频对体系冲击性能的影响 |
| 7.6 振动力场对体系结晶行为的影响 |
| 7.6.1 振幅对体系结晶行为的影响 |
| 7.6.2 振频对体系结晶行为的影响 |
| 7.7 振动力场对体系热稳定的影响 |
| 7.7.1 振幅对体系热稳定性的影响 |
| 7.7.2 振频对体系热稳定性的影响 |
| 7.8 振动力场对体系作用的分散混合机理 |
| 7.9 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）场协同螺杆塑化过程流动特性与强化传热机理研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 聚合物塑化理论概述 |
| 1.2.1 聚合物塑化系统的发展 |
| 1.2.2 聚合物塑化混合理论 |
| 1.2.3 聚合物塑化传热理论 |
| 1.3 塑化过程的强化传质研究现状 |
| 1.4 塑化过程的强化传热研究现状 |
| 1.5 多场协同理论研究现状 |
| 1.5.1 多场耦合及场协同原理 |
| 1.5.2 牛顿流体域的多场协同问题 |
| 1.5.3 非牛顿流体域的多场协同问题 |
| 1.6 本课题研究路线、研究内容与创新点 |
| 1.6.1 研究路线 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 研究创新点 |
| 第二章 聚合物塑化过程多场协同理论分析 |
| 2.1 聚合物流动混合过程的熵增效应 |
| 2.2 聚合物流动传热过程的协同效应 |
| 2.3 新型扭转元件及场协同螺杆设计 |
| 2.3.1 扭转元件流动模型 |
| 2.3.2 扭转元件传热模型 |
| 2.3.3 扭转元件熔融模型 |
| 2.4 扭转流动过程中的熵增效应分析 |
| 2.5 扭转流动过程中的协同效应分析 |
| 2.5.1 数值分析模型 |
| 2.5.2 速度场与速度梯度场的协同分析 |
| 2.5.3 速度场与温度梯度场的协同分析 |
| 2.5.4 速度梯度场与剪切速率场的协同分析 |
| 2.5.5 温度梯度场与剪切速率场的协同分析 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 场协同螺杆塑化过程传热传质模拟研究 |
| 3.1 扭转流道模型及其性能分析 |
| 3.1.1 数值分析模型 |
| 3.1.2 传质与速度特性 |
| 3.1.3 熔融与温度特性 |
| 3.1.4 传热与协同特性 |
| 3.2 扭转元件与常用新型元件性能对比 |
| 3.2.1 数值分析模型 |
| 3.2.2 传质与速度特性 |
| 3.2.3 均质与混合特性 |
| 3.2.4 传热与温度特性 |
| 3.3 场协同螺杆单相流模型及传热性能分析 |
| 3.3.1 数值分析模型 |
| 3.3.2 温度分布特性 |
| 3.3.3 强化传质与速度特性 |
| 3.3.4 强化传热与协同特性 |
| 3.4 场协同螺杆单相流模型及混合性能分析 |
| 3.4.1 数值分析模型 |
| 3.4.2 混合能力 |
| 3.4.3 混合效率 |
| 3.4.4 塑化质量 |
| 3.5 场协同螺杆两相流模型及其性能分析 |
| 3.5.1 数值分析模型 |
| 3.5.2 两相流体熔融特性 |
| 3.5.3 强化传热与协同特性 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 场协同螺杆塑化过程传热传质试验研究 |
| 4.1 场协同螺杆的强化传质可视化试验 |
| 4.1.1 冷态可视化试验装置的搭建 |
| 4.1.2 微颗粒在液体槽中的流动行为 |
| 4.1.3 微气泡在液体槽中的分散行为 |
| 4.2 传热传质试验平台及表征 |
| 4.2.1 热态多参数在线监测挤出系统搭建 |
| 4.2.2 试验原料及性能表征 |
| 4.3 场协同螺杆的强化混合性能 |
| 4.3.1 流动沿程分散相颗粒分布 |
| 4.3.2 挤出样条分散相颗粒分布 |
| 4.3.3 停留时间分布 |
| 4.4 场协同螺杆的强化传热性能 |
| 4.4.1 对流换热系数 |
| 4.4.2 径向温度分布 |
| 4.5 场协同螺杆的能耗特性 |
| 4.5.1 设备比能耗 |
| 4.5.2 电机转动功率 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 聚合物塑化螺杆性能多目标综合评价体系 |
| 5.1 塑化螺杆性能评价方法体系确立 |
| 5.2 塑化螺杆性能单一评价因子建立 |
| 5.2.1 混合评价因子 |
| 5.2.2 传热评价因子 |
| 5.2.3 塑化评价因子 |
| 5.2.4 能耗评价因子 |
| 5.2.5 协同评价因子 |
| 5.3 塑化螺杆性能综合评价因子建立 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 场协同螺杆在微发泡领域的应用 |
| 6.1 场协同微发泡专用螺杆的设计开发 |
| 6.1.1 场协同螺杆设计 |
| 6.1.2 试验原料及设备 |
| 6.2 单螺杆挤出化学发泡 |
| 6.2.1 机头温度对泡孔质量的影响 |
| 6.2.2 成核剂对泡孔质量的影响 |
| 6.3 超临界流体挤出物理发泡 |
| 6.4 回收碳纤维增强复合材料 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 已发表论文 |
| 合作出版着作 |
| 申请及已授权专利 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（5）基于POLYFLOW单螺杆挤出推进剂过程的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 推进剂生产国内外研究概况 |
| 1.2.1 推进剂生产工艺的研究 |
| 1.2.2 单螺杆在生产过程中挤出工艺的研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 数值模拟方法 |
| 2.1 挤出理论基础 |
| 2.1.1 单螺杆挤出的过程分析 |
| 2.1.2 单螺杆内部效应的原理 |
| 2.2 流体流动的影响因素 |
| 2.2.1 剪切速率对黏度的影响 |
| 2.2.2 温度对黏度的影响 |
| 2.2.3 压力对黏度的影响 |
| 2.2.4 分子内部结构对黏度的影响 |
| 3 推进剂的数学模型确立 |
| 3.1 聚合物流变性质分析、流体的流变模型 |
| 3.1.1 牛顿流体模型 |
| 3.1.2 广义牛顿流体模型 |
| 3.1.3 幂律流体模型 |
| 3.2 挤出过程中的运动控制方程 |
| 3.2.1 推进剂挤出过程中的基本假设 |
| 3.2.2 本构方程 |
| 3.3 本章小节 |
| 4 单螺杆挤出推进剂稳态下的数值模拟 |
| 4.1 稳态下的模拟概况 |
| 4.1.1 物理模型及物性参数 |
| 4.1.2 模型建立及网格划分 |
| 4.2 单螺杆挤出推进剂稳态下的模拟方案 |
| 4.3 定速条件下的数值模拟 |
| 4.3.1 流体速度参数的分析 |
| 4.3.2 流体剪切速率参数的分析 |
| 4.3.3 流体温度参数的分析 |
| 4.3.4 黏性生热和流体黏度参数分析 |
| 4.3.5 压力参数分析 |
| 4.4 不同转速条件下的数值模拟 |
| 4.4.1 速度参数分析 |
| 4.4.2 剪切速率参数分析 |
| 4.4.3 黏性生热参数分析 |
| 4.4.4 黏度参数分析 |
| 4.4.5 温度参数分析 |
| 4.4.6 压力参数分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 单螺杆挤出推进剂非稳态下的数值模拟 |
| 5.1 非稳态下的物理模型的建立及网格划分 |
| 5.2 单螺杆挤出推进剂非稳态下的模拟方案 |
| 5.3 定速条件下的数值模拟 |
| 5.3.1 速度参数分析 |
| 5.3.2 剪切速率参数的分析 |
| 5.3.3 温度参数的分析 |
| 5.3.4 压力参数分析 |
| 5.4 不同转速条件下的数值模拟 |
| 5.5 本章小节 |
| 6 总结、创新点及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表的论文和出版着作情况 |
（6）橡胶振动挤注流动机理及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 胶料流动性的流变学研究 |
| 1.1.1 胶料流动性的流变学基础 |
| 1.1.2 胶料流动性的数学模型 |
| 1.2 橡胶流动性对不同加工过程的影响 |
| 1.2.1 橡胶流动性对塑炼、混炼过程的影响 |
| 1.2.2 橡胶流动性对挤出过程的影响 |
| 1.2.3 橡胶流动性对注射过程的影响 |
| 1.3 塑料熔体振动流变性理论研究 |
| 1.4 塑料熔体振动应用技术研究 |
| 1.4.1 振动技术在挤出中的应用进展 |
| 1.4.2 振动技术在注射中的应用进展 |
| 1.4.3 橡胶与塑料结构及成型过程特点 |
| 1.5 课题的提出及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题的提出 |
| 1.5.2 课题的主要研究内容 |
| 1.5.3 拟解决的关键问题 |
| 2 橡胶振动流动机理及模型建立 |
| 2.1 橡胶流动特点 |
| 2.2 橡胶液体流动机理 |
| 2.2.1 高分子缠结理论 |
| 2.2.2 高分子构象改变说 |
| 2.3 影响橡胶流动性的因素 |
| 2.4 橡胶流动过程中弹性现象 |
| 2.5 橡胶振动流动机理 |
| 2.6 振动场作用下胶料流动动力学模型 |
| 2.7 挤出振动熔体粘弹性流场分析 |
| 2.7.1 滑移条件下剪切应力分析 |
| 2.7.2 滑移条件下熔体剪切速率的分析 |
| 2.7.3 滑移条件下表观粘度的表征 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 数值模拟分析 |
| 3.1 振动成型过程中的模拟分析 |
| 3.1.1 非结构化网格及动网格 |
| 3.1.2 UDF用户自定义函数 |
| 3.1.3 数学模型的建立 |
| 3.2 胶料流动压力场、速度场数值模拟 |
| 3.2.1 入口压力振动模拟分析结果 |
| 3.2.2 边界振动模拟分析结果 |
| 3.3 胶料流动温度场数值模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 振动实验平台及挤注实验方案 |
| 4.1 振动方案的确定 |
| 4.2 实验设备 |
| 4.2.1 振动台 |
| 4.2.2 实验平台 |
| 4.2.3 测试用模具 |
| 4.2.4 实验所用的其它主要设备和仪器 |
| 4.3 实验方案 |
| 4.3.1 实验目的 |
| 4.3.2 实验方案 |
| 4.4 实验原材料、配方及相关测试 |
| 4.4.1 实验原材料、配方 |
| 4.4.2 相关测试 |
| 4.5 振动挤出实验过程 |
| 4.5.1 机头振动挤出实验 |
| 4.5.2 柱塞振动挤出实验 |
| 4.5.3 振动挤出可视化实验 |
| 4.6 振动注射实验 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 实验结果分析 |
| 5.1 橡胶振动挤出-机头振动实验研究 |
| 5.1.1 与胶料主流动平行方向叠加振动 |
| 5.1.2 与胶料主流动45゜方向叠加振动 |
| 5.2 橡胶振动挤出-柱塞振动实验研究 |
| 5.3 振动挤出可视化实验研究 |
| 5.4 橡胶振动注射实验研究 |
| 5.4.1 振动注射有效性 |
| 5.4.2 振动注射胶种与胶料流动性的关系 |
| 5.4.3 振动注射振动参数与橡胶流动性的关系 |
| 5.4.4 振动对橡胶注射充填性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 理论模型验证 |
| 6.1 表观粘度理论模型验证 |
| 6.2 注射压力数学模型建立及验证 |
| 6.2.1 正交实验设计及结果 |
| 6.2.2 建立数学模型 |
| 6.2.3 检验模型准确性 |
| 6.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 本文所做工作 |
| 本文的主要结论 |
| 本文的创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学位论文及科研成果 |
（7）聚烯烃振动剪切形变强化挤出特性及模型化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 聚合物熔体叠加振动技术的研究进展 |
| 1.3 振动力场中熔体流变特性研究进展 |
| 1.4 塑料电磁动态塑化挤出机的研究 |
| 1.5 课题研究的意义及目的 |
| 1.6 课题研究的主要内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 机械激振式动态挤出机的构造和原理 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 机械激振式动态挤出机基本结构 |
| 2.3 激振系统结构和工作原理 |
| 2.3.1 激振系统的基本结构 |
| 2.3.2 激振系统的工作原理 |
| 2.4 激振装置振动解析 |
| 2.4.1 振动过程的数学解析 |
| 2.4.2 机械结构参数对螺杆振动的影响 |
| 2.5 基于反向偏心双螺纹槽螺杆结构 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 动态熔体输送的模型化研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 物理模型 |
| 3.2.1 螺槽深度解析 |
| 3.2.2 物理模型建立 |
| 3.3 数学模型 |
| 3.3.1 坐标系 |
| 3.3.2 基本假设 |
| 3.3.3 基本方程 |
| 3.3.4 边界条件 |
| 3.4 流场求解 |
| 3.4.1 普通单螺槽内熔体流动解析 |
| 3.4.2 偏心双螺槽内熔体流动解析 |
| 3.5 功率求解 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 动态挤出特性实验 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.3 实验目的和内容 |
| 4.3.1 实验目的 |
| 4.3.2 实验内容 |
| 4.4 实验方法和步骤 |
| 4.4.1 实验方法 |
| 4.4.2 实验步骤 |
| 4.5 实验装置和实验参数 |
| 4.5.1 实验装置 |
| 4.5.2 实验参数 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 实验结果分析和讨论 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 振动剪切形变强化下挤出压力与实验参数的关系 |
| 5.2.1 挤出压力与螺杆转速的关系 |
| 5.2.2 挤出压力与振动参数的关系 |
| 5.3 振动剪切形变强化下挤出功率与实验参数的关系 |
| 5.3.1 挤出功率与螺杆转速的关系 |
| 5.3.2 挤出功率与振动参数的关系 |
| 5.3.3 挤出功率与挤出压力的关系 |
| 5.4 振动剪切形变强化下挤出产量与实验参数的关系 |
| 5.4.1 挤出产量与振动参数的关系 |
| 5.4.2 挤出产量与挤出压力的关系 |
| 5.5 振动剪切形变强化挤出特性的综合分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）聚合物熔体振荡推拉成型试样的结构与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 聚合物动态流变理论及成型技术研究进展 |
| 1.2.1 聚合物熔体动态流变理论研究进展 |
| 1.2.2 聚合物动态成型技术研究进展 |
| 1.2.3 其他聚合物动态成型技术 |
| 1.3 本文的研究意义及内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 聚合物熔体循环振荡推拉成型设备结构及原理 |
| 2.1 设备结构及工作原理 |
| 2.1.1 往复振荡剪切复合动态力场的实现 |
| 2.1.2 熔体的冷却方式 |
| 2.2 三种成型工艺的实现 |
| 2.2.1 常规挤塑成型工艺 |
| 2.2.2 循环推拉成型工艺 |
| 2.2.3 循环振荡推拉成型工艺 |
| 2.3 设备的特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 循环振荡推拉成型 HDPE 试样的结构与性能研究 |
| 3.1 三种成型工艺的设备、物料及试样力学性能测试方法 |
| 3.1.1 实验设备 |
| 3.1.2 实验物料 |
| 3.1.3 力学性能测试方法 |
| 3.2 常规挤塑成型 HDPE 试样的力学性能 |
| 3.2.1 成型工艺条件 |
| 3.2.2 力学性能测试 |
| 3.3 循环推拉成型 HDPE 试样的力学性能 |
| 3.3.1 成型工艺条件 |
| 3.3.2 力学性能测试 |
| 3.4 循环振荡推拉成型 HDPE 试样的力学性能 |
| 3.4.1 成型工艺条件 |
| 3.4.2 力学性能测试 |
| 3.5 三种成型过程的 HDPE 试样力学性能对比 |
| 3.5.1 拉伸强度对比 |
| 3.5.2 冲击强度对比 |
| 3.5.3 弹性模量对比 |
| 3.5.4 断裂伸长率对比 |
| 3.5.5 力学性能对比小结 |
| 3.6 结果及讨论 |
| 3.6.1 PLM 观察 |
| 3.6.2 DSC 测试 |
| 3.6.3 2D-WAXD 测试 |
| 3.6.4 SEM 扫描电镜观察 |
| 3.6.5 讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 循环振荡推拉成型 iPP 试样的结构与性能研究 |
| 4.1 三种成型工艺的设备、物料及试样力学性能测试方法 |
| 4.1.1 实验设备 |
| 4.1.2 实验物料 |
| 4.1.3 力学性能测试方法 |
| 4.2 常规挤塑成型 iPP 试样的力学性能 |
| 4.2.1 成型工艺条件 |
| 4.2.2 力学性能测试 |
| 4.3 循环推拉成型 iPP 试样的力学性能 |
| 4.3.1 成型工艺条件 |
| 4.3.2 力学性能测试 |
| 4.4 循环振荡推拉成型 iPP 试样的力学性能 |
| 4.4.1 成型工艺条件 |
| 4.4.2 力学性能测试 |
| 4.5 三种成型工艺的 iPP 试样力学性能对比 |
| 4.5.1 拉伸强度对比 |
| 4.5.2 冲击强度对比 |
| 4.5.3 弹性模量对比 |
| 4.5.4 断裂伸长率对比 |
| 4.5.5 力学性能对比小结 |
| 4.6 结果及讨论 |
| 4.6.1 PLM 观察 |
| 4.6.2 DSC 测试 |
| 4.6.3 2D-WAXD 测试 |
| 4.6.4 SEM 扫描电镜观察 |
| 4.6.5 讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 循环振荡推拉成型 HIPS 试样的结构与性能研究 |
| 5.1 三种成型工艺的设备、物料及试样力学性能测试方法 |
| 5.1.1 实验设备 |
| 5.1.2 实验物料 |
| 5.1.3 力学性能测试方法 |
| 5.2 常规挤塑成型 HIPS 试样的力学性能 |
| 5.2.1 成型工艺条件 |
| 5.2.2 力学性能测试 |
| 5.3 循环推拉成型 HIPS 试样的力学性能 |
| 5.3.1 成型工艺条件 |
| 5.3.2 力学性能测试 |
| 5.4 循环振荡推拉成型 HIPS 试样的力学性能 |
| 5.4.1 成型工艺条件 |
| 5.4.2 力学性能测试 |
| 5.5 三种成型工艺的 HIPS 试样力学性能对比 |
| 5.5.1 拉伸强度对比 |
| 5.5.2 冲击强度对比 |
| 5.5.3 弹性模量对比 |
| 5.5.4 断裂伸长率对比 |
| 5.5.5 力学性能对比小结 |
| 5.6 结果及讨论 |
| 5.6.1 SEM 扫描电镜观察 |
| 5.6.2 SAXS 小角 X 光散射分析 |
| 5.6.3 TEM 透射电镜观察 |
| 5.6.4 讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 一.结论 |
| 二.展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| IV - 2答辩委员会对论文的评定意见 |
（9）高剪切速率下高分子熔体动态流变行为的表征及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.1.1 流变测试模式及其物料函数 |
| 1.1.2 流变测试仪器 |
| 1.1.3 本构方程 |
| 1.2 高分子材料高剪切速率与动态流变行为的研究现状 |
| 1.2.1 高剪切速率流变行为的研究 |
| 1.2.2 动态流变行为的研究 |
| 1.2.3 高剪切速率下动态流变行为的研究 |
| 1.3 聚丙烯(PP)材料及其改性体系流变行为的研究进展 |
| 1.3.1 PP及其改性方法 |
| 1.3.2 PP的流变行为研究 |
| 1.3.3 PP/PS共混体系的流变行为研究 |
| 1.3.4 PP/CaCO_3填充体系的流变行为研究 |
| 1.4 本文的研究目的、内容和意义 |
| 2 高剪切速率动态流变测试理论研究 |
| 2.1 高剪切速率动态流变测试平台核心结构设计 |
| 2.1.1 流动方式的确定 |
| 2.1.2 测试模式的确定 |
| 2.1.3 核心结构的设计 |
| 2.2 剪切应力的计算 |
| 2.3 剪切应力计算公式参数的确定 |
| 2.3.1 基于“不可压缩”假设的参数确定方法 |
| 2.3.2 基于“可压缩”假设的参数确定方法 |
| 2.4 剪切速率和剪切应变的计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 高剪切速率动态流变测试平台的搭建 |
| 3.1 关键零部件的设计与选型 |
| 3.1.1 毛细管尺寸的设计 |
| 3.1.2 料筒尺寸的设计 |
| 3.1.3 动力系统及传动系统的选配 |
| 3.1.4 传感器的选型 |
| 3.1.5 加热系统的选型 |
| 3.2 最终设计方案 |
| 3.2.1 硬件部分 |
| 3.2.2 软件部分 |
| 3.2.3 整体结构 |
| 3.3 控制精度分析 |
| 3.3.1 实验材料 |
| 3.3.2 实验方案 |
| 3.3.3 数据处理方法 |
| 3.3.4 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 高剪切速率动态流变行为的表征理论研究 |
| 4.1 剪切应力稳态分量与动态分量的分解 |
| 4.1.1 实验研究 |
| 4.1.2 分析与讨论 |
| 4.2 表征平行叠加振荡流场稳态分量流变行为的物料函数 |
| 4.3 表征平行叠加振荡流场动态分量流变行为的物料函数 |
| 4.3.1 傅里叶变换流变学法 |
| 4.3.2 应力分解法 |
| 4.4 实验数据处理 |
| 4.4.1 实验研究 |
| 4.4.2 剪切应力的计算 |
| 4.4.3 基于傅里叶流变学法计算物料函数 |
| 4.4.4 基于应力分解法计算物料函数 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高剪切速率下动态流变行为表征在PP及其改性体系的加工中的应用 |
| 5.1 实验原材料 |
| 5.2 实验仪器 |
| 5.3 复合材料的制备 |
| 5.4 实验方案 |
| 5.5 实验结果 |
| 5.5.1 振幅的影响 |
| 5.5.2 频率的影响 |
| 5.5.3 剪切速率的影响 |
| 5.6 分析和讨论 |
| 5.6.1 振动对η_a影响的讨论 |
| 5.6.2 共混改性对η_a影响的讨论 |
| 5.6.3 填充改性对η_a影响的讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 基于高剪切速率下PP的动态流变行为检验wagner本构方程 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 基于Wagner本构方程推导平行叠加振荡剪切流场的物料函数 |
| 6.2.1 Wagner本构方程 |
| 6.2.2 记忆函数的确定 |
| 6.2.3 衰减函数的确定 |
| 6.2.4 平行叠加流场的剪切应力的计算 |
| 6.3 PP在高剪切速率下的动态物料函数的计算 |
| 6.3.1 实验研究 |
| 6.3.2 记忆函数的确定 |
| 6.3.3 衰减函数的确定 |
| 6.3.4 理论与实测结果对比 |
| 6.4 基于PP的动态流变行为检验Wagner本构方程的适用性 |
| 6.4.1 实验研究 |
| 6.4.2 PP物料函数实测与计算结果的对比 |
| 6.4.3 分析与讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
| 致谢 |
（10）聚合物复合材料三螺杆动态挤出过程及其结构性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 螺杆式挤出机的发展 |
| 1.1.1 单双螺杆挤出机的发展 |
| 1.1.2 单双螺杆挤出机应用的局限性 |
| 1.1.3 三螺杆挤出机的发展及不足 |
| 1.1.4 振动力场作用下三螺杆挤出机的发展 |
| 1.2 螺杆挤出机熔体输送过程模拟研究 |
| 1.2.1 螺杆挤出机流场数值模拟的发展 |
| 1.2.2 三螺杆动态挤出过程数值模拟研究 |
| 1.3 本文研究意义及研究内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 三螺杆动态混炼挤出过程机理及特性 |
| 2.1 三螺杆动态混炼挤出机 |
| 2.1.1 特殊电机驱动三螺杆动态混炼挤出机 |
| 2.1.1.1 内置式三螺杆动态混炼挤出机 |
| 2.1.1.2 外置式三螺杆动态混炼挤出机 |
| 2.1.2 标准电机驱动三螺杆动态混炼挤出机 |
| 2.1.3 电磁激振器 |
| 2.2 电磁激振器激振力计算及幅频特性 |
| 2.2.1 力学模型的建立 |
| 2.2.2 激振力计算 |
| 2.2.3 幅频特性分析 |
| 2.3 三螺杆动态混炼挤出过程机理 |
| 2.3.1 三螺杆动态混炼挤出机挤出过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 三螺杆动态混炼挤出机熔体输送过程数值模拟 |
| 3.1 三螺杆动态输送熔体过程 |
| 3.2 熔体输运过程数值模拟方法 |
| 3.3 物理几何模型 |
| 3.4 模型求解基本假设 |
| 3.5 数学模型 |
| 3.5.1 连续性方程 |
| 3.5.2 运动方程 |
| 3.5.3 本构方程 |
| 3.6 边界条件 |
| 3.7 结果后处理 |
| 3.8 振动力场作用下转速对流场的影响 |
| 3.8.1 转速对剪切速率的影响 |
| 3.8.2 转速对粘度场的影响 |
| 3.8.3 转速对压力场的影响 |
| 3.8.4 转速对速度场的影响 |
| 3.9 振动力场作用下振频对流场的影响 |
| 3.9.1 振频对剪切速率的影响 |
| 3.9.2 振频对粘度场的影响 |
| 3.9.3 振频对压力场的影响 |
| 3.9.4 振频对速度场的影响 |
| 3.9.5 振频对挤出流量的影响 |
| 3.10 振动力场作用下振幅对流场的影响 |
| 3.10.1 振幅对剪切速率的影响 |
| 3.10.2 振幅对粘度场的影响 |
| 3.10.3 振幅对压力场的影响 |
| 3.10.4 振幅对速度场的影响 |
| 3.10.5 振幅对挤出流量的影响 |
| 3.11 本章小结 |
| 第四章 动态挤出 EPDM/PP 力学性能与相态结构 |
| 4.1 实验原料 |
| 4.2 实验仪器及设备 |
| 4.3 实验方案 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.4.1 转速对共混物力学性能和相态结构的影响 |
| 4.4.2 振动频率对共混物力学性能和相态结构的影响 |
| 4.4.3 振动幅度对共混物力学性能和相态结构的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 中间螺杆振动对硅灰石填充聚丙烯结构性能影响 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 实验原料 |
| 5.1.2 实验仪器及设备 |
| 5.1.3 实验方案 |
| 5.2 振动对复合材料力学性能的影响 |
| 5.2.1 振动频率对复合材料拉伸强度的影响 |
| 5.2.2 振动幅度对复合材料拉伸强度的影响 |
| 5.3 振动对复合材料冲击强度的影响 |
| 5.3.1 振动频率对复合材料冲击强度的影响 |
| 5.3.2 振动幅度对复合材料冲击强度的影响 |
| 5.4 振动对复合材料断裂伸长率的影响 |
| 5.4.1 振动频率对复合材料断裂伸长率的影响 |
| 5.4.2 振动幅度对复合材料断裂伸长率的影响 |
| 5.5 振动对挤出造粒颗粒脆断断面微观结构的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 碳酸钙填充聚丙烯力学性能对主螺杆振动响应 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.1.1 实验原料 |
| 6.1.2 实验设备 |
| 6.1.3 实验方案 |
| 6.2 中间螺杆振动参数对复合力学性能的影响 |
| 6.2.1 振动对复合材料冲击强度的影响 |
| 6.2.2 振动对复合材料拉伸强度的影响 |
| 6.2.3 振动对试样断裂伸长率的影响 |
| 6.3 形态结构表征 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、振动力场作用下聚合物熔体本构关系的研究进展（论文参考文献）
- [1]植物纤维/聚丙烯体系应力松弛时间表征及调控机制研究[D]. 江太君. 湖南工业大学, 2021
- [2]粘弹性Taylor-Couette湍流的直接数值模拟研究[D]. 宋家兴. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]基于振动力场作用下三螺杆挤出聚乳酸基材料混合机理及其结构性能研究[D]. 薛斌. 华南理工大学, 2020(01)
- [4]场协同螺杆塑化过程流动特性与强化传热机理研究[D]. 鉴冉冉. 北京化工大学, 2019(01)
- [5]基于POLYFLOW单螺杆挤出推进剂过程的数值模拟[D]. 胡绵伟. 南京理工大学, 2020(01)
- [6]橡胶振动挤注流动机理及实验研究[D]. 焦冬梅. 青岛科技大学, 2017(11)
- [7]聚烯烃振动剪切形变强化挤出特性及模型化研究[D]. 魏小淞. 华南理工大学, 2015(12)
- [8]聚合物熔体振荡推拉成型试样的结构与性能研究[D]. 陈金伟. 华南理工大学, 2014(05)
- [9]高剪切速率下高分子熔体动态流变行为的表征及应用[D]. 李祥刚. 中南大学, 2014(12)
- [10]聚合物复合材料三螺杆动态挤出过程及其结构性能研究[D]. 何和智. 华南理工大学, 2012(05)