《微注射壓縮成型高聚物微觀結構演化機理與多尺度模擬》是依託鄭州大學，由李倩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微注射壓縮成型高聚物微觀結構演化機理與多尺度模擬
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李倩
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
結合注射壓縮與微注射兩種成型方法的特點，通過對高聚物注射壓縮成型過程微觀結構生成、演化表征的建模以及實驗研究，揭示微注射壓縮成型過程中高聚物微結構生成和演化規律，及其與成型工藝條件的關係，建立材料特性-成型條件-微觀形態-高聚物製品性能的定量關係，為成型工藝最佳化、預測和控制製品性能提供理論依據；建立和發展多物理場耦合作用下的高聚物微注射壓縮成型過程與製品性能的多尺度物理、數學模型及相應的多尺度計算方法，豐富和發展高聚物成型模擬理論和方法；建立基於數值模擬的精密微注射壓縮成型模具最佳化設計理論和方法，開發出具有自主智慧財產權的、可用於微注射壓縮成型過程的模擬軟體；藉助線上監測實驗驗證模擬理論的真實性和可靠性。
結題摘要
高聚物成型加工過程是一個複雜的流體流動與定形過程，其間材料受熱歷史的不同對製品最終性能產生重要影響。本項目結合注射壓縮與微注射兩種成型方法的特點，通過對高聚物注射壓縮成型過程微觀結構生成、演化表征的建模以及實驗研究，揭示微注射壓縮成型過程中高聚物微結構生成和演化規律，及其與成型工藝條件的關係，建立材料特性-成型條件-微觀形態-高聚物製品性能的定量關係，為成型工藝最佳化、預測和控制製品性能提供理論依據。結合成型過程的動態線上可視化實驗研究，系統揭示了成型加工過程中工藝條件及製品性能的變化規律，開發自主智慧財產權的模擬軟體,對提高模具設計製造水平，製備高性能的高聚物製品具有重要意義。 本項目在對傳統微注塑成型和注射壓縮成型數值模擬理論與實驗研究的基礎上，基於多物理場和宏、微觀尺度下微注射壓縮成型製品巨觀形態和微觀結構出發，探索了材料性能-成型工藝-微觀結構演化-服役環境力學性能間的內在聯繫。通過項目執行期各項工作的順利實施，基於動態流變學方法評價了不同非線性粘彈性本構模型對微注射壓縮成型過程的適用性，建立了針對壓縮過程中多模態、非線性的XPP本構模型，獨立研發出1套具有自主專利著作權的可視化注射壓縮成型模具，將線上可視化手段引入到注射壓縮成型模具的研製中，通過可視化充填過程和應力演化過程的線上研究，有效驗證了本課題相關算法的可行性和有效性。分別以無定型聚合物材料和非晶材料為微模具嵌件材料，研究多物理場耦合作用下聚合物熔體在不同微米尺度微結構上的充填性能。微注射壓縮成型過程中，改變模具溫度和材料熱歷史，基於成型過程中壓力誘導形成的微觀結構的變化，最終達到調控微製品服役力學性能的目的。
