聚合物成型中熔體充填過(guò)程的Level set方法研究.pdf

1、熔體充填過(guò)程是聚合物成型過(guò)程的一個(gè)重要階段，該階段涉及型腔內(nèi)的壓力變化及熔體前沿界面問(wèn)題。此階段壓力變化幅度大，熔體流動(dòng)行為復(fù)雜。傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和技巧己遠(yuǎn)不能有效而準(zhǔn)確地對(duì)成型過(guò)程中熔體流動(dòng)行為進(jìn)行控制，也就無(wú)法確保成型制件的最終質(zhì)量與性能。我們必須了解型腔中的熔體流動(dòng)行為，根據(jù)熔體的流動(dòng)模式采取相應(yīng)的措施以確保制件的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)聚合物熔體充填型腔過(guò)程的模擬，可以預(yù)測(cè)出熔體在型腔內(nèi)的流動(dòng)模式、型腔內(nèi)各點(diǎn)的壓力及速度隨時(shí)間的變化等，并可為工程

2、實(shí)際提供一個(gè)以科學(xué)定量和科學(xué)分析為基礎(chǔ)的實(shí)用技術(shù)手段。與此同時(shí)，數(shù)值模擬的結(jié)果也為工程人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)以及優(yōu)化工藝參數(shù)提供了重要的數(shù)據(jù)，這對(duì)于提高成型技術(shù)的應(yīng)用水平具有重要的科學(xué)意義。 本文以薄壁型腔中的熔體流動(dòng)為例，從粘性流體力學(xué)的基本理論出發(fā)，對(duì)聚合物成型中熔體充填階段的物理過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的剖析。并經(jīng)過(guò)合理的假設(shè)和簡(jiǎn)化，基于Hele-Shaw流動(dòng)模型以及Level set方法，把聚合物成型中熔體充填過(guò)程的流動(dòng)模擬歸

3、結(jié)為關(guān)于壓力、速度的偏微分方程的求解問(wèn)題，其材料模型采用相對(duì)簡(jiǎn)單的適合描述成型過(guò)程中熔體粘度特性的冪律模型。 對(duì)于充填過(guò)程中熔體前沿界面的追蹤，目前國(guó)內(nèi)外研究人員主要采用控制體積法實(shí)現(xiàn)。考慮到Level set方法在追蹤界面方面的優(yōu)點(diǎn)，本文采用level set方法實(shí)現(xiàn)對(duì)前沿界面的追蹤，并運(yùn)用重新初始化方法修正符號(hào)距離函數(shù)，使得界面追蹤更加準(zhǔn)確。文中對(duì)于level set方程的重新初始化和空間方向的離散均采用WENO方法來(lái)實(shí)現(xiàn)