基于黏弹性热流固耦合作用的模内微装配成型过程数值模拟

模内微装配成型技术有望成为高效低成本产业化聚合物微小机械系统制造技术,而如何准确预测和精确控制热流固耦合变形仍是其工业化的技术瓶颈。为此研究建立了考虑二次黏弹性熔体充填流动边界约束作用的模内微装配成型黏弹性热流固耦合变形的理论预测模型,研究表明热流固耦合变形受控于微装配面所承受的热流固耦合压力、黏弹性支撑正应力、黏性摩擦拖曳剪切应力和微型轴的抗变形刚度,且随成型熔体注射速度提高而减小,而微型轴近表面局部跨越393 K区域的PMMA刚度急剧下降是导致微型轴热流固耦合变形随熔体注射速度增加而减小的主控因素。     

法向应力差诱导黏弹性多相分层流动界面变形的机理

通过模拟,建立了黏弹性多相分层流动的界面变形、二次流动、第二法向应力差的关联理论,提出了第二法向应力差驱动二次流动诱发界面变形的机理。结果表明,当Giesekus模型参数α由0.1增至0.45时,界面形貌由凹面向下演化为凹面向上;在侧壁区域,熔体界面的第二法向应力差均为负,如下层熔体第二法向应力差的绝对值大于上层熔体,呈向下二次流动,诱发界面向下变形,反之,则呈向上二次流动,诱发界面向上变形;上层熔体的第二法向应力差的绝对值随α的增加而增大,而下层熔体呈先增后减的抛物线分布,导致α小于0.25,二次流动为向下运动,超过0.25,演化为向上运动,必诱发界面变形的正反演化。