基于粘弹本构的水辅注塑充填过程的仿真分析

章凯¹，匡唐清²，柳和生¹，曾效舒³，邓洋²，Hrvoje Jasak⁴

1. 南昌大学聚合物加工实验室2. 华东交通大学机电工程学院3. 南昌大学机电学院4. 萨格勒布大学机械工程学院和海军建筑

摘 要：水辅注塑成型工艺适合于生产中空或者部分中空的塑料制品,对其充填过程进行粘弹特性的研究可以加深相关工艺参数对其影响的理解。文中以开源计算代码OpenFOAM为基础,采用面向对象编程方法和流体体积法(VOF)构建了基于Giesekus粘弹本构的聚合物熔体三维多相流等温流动过程的计算模块,以水辅注塑成型充填过程为例进行了数值求解,得出熔体残余壁厚和水相的穿透距离都随着注水速度的增加而增加的结论,与Polynkin等相关实验所得结论一致,并根据聚合物熔体所固有的粘弹特性进行了说明。

关键词：水辅注塑;粘弹特性;Giesekus模型;流体体积法;