塑料异型材挤出三维数值模拟方法及其应用

本文档探讨了一种针对塑料异型材挤出流动的数值模拟方法，发表于2005年的《河南科技大学学报（自然科学版）》。研究者陆宜清和杨松华提出了结合横截面法和流动路径法的独特策略，将三维流动问题分解为一维和二维问题，从而简化了解决过程。这种方法的主要优势在于能够有效地预测复杂异型材挤出模头内部的压力降，以及在具有多个分支流道的出口处的平均流速，这对于优化挤出模头设计至关重要。 传统的挤出模头设计依赖于经验和试模过程，耗时且成本高昂，尤其对于异型材挤出，困难更为显著。数值模拟方法的引入，如三维有限元法虽然可以提供精确的模拟，但其建模复杂、计算量大。相比之下，本文的方法更适用于处理复杂流道截面的分析，因为它能更有效地处理非线性和非对称流动情况。 文中提到的数学模型基于流体力学原理，包括连续性方程和运动学方程，这些方程展示了流体速度、密度、应力和压力之间的关系。对于广义牛顿流体，应力与形变速率的关系是关键，这使得研究者可以通过这些方程组来计算熔体在挤出过程中的动态行为。 通过数值模拟，设计者可以在模头制造之前预估不同设计方案的效果，从而减少试模和修模的次数，缩短设计周期，提高产品质量和生产效率。这种方法的应用对于塑料工业的发展具有重要意义，为优化异型材挤出工艺提供了强大的工具。 总结来说，这篇论文提供了一种实用的数值模拟技术，对于塑料异型材挤出过程中的关键参数进行预测，对提高生产效率、降低成本以及提升产品品质具有积极的推动作用。