代向艳
,
欧阳洁
高分子材料科学与工程
通过耦合Brown构形场的有限体积法,对基于FENE(Finite Extension Non-linear Elastic)殊一簧链分子模型的平板Couette流动进行了模拟.不但得到了流动过程中的速度、应力等宏观信息,还得到了分子链的位形、分子链的取向角以及拉伸量等微观信息.另外,还研究了弹簧的最大拉伸长度b和weissenberg数We对聚合物稀溶液流变性质及分子构象的影响.模拟结果表明,随着b和We增大,代表弹性的第一法向应力差增大,分子链的拉伸量增大,取向角减小.但是,6和We对剪切应力的影响相反,即b增大,剪切应力增大;We增大,剪切应力则减小.
关键词:
模拟
,
FENE珠-簧链
,
Brown构形场
,
有限体积
阮春蕾
,
欧阳洁
,
赵智峰
,
刘德峰
高分子材料科学与工程
基于线性PTT本构模型对非等温粘弹流体4:1平板收缩流进行了模拟,其中分子松弛时间、聚合物黏度与温度的依赖关系通过WLF公式描述.控制方程采用同位网格有限体积法求解,速度-压力以及速度-应力间的耦合采用动量插值技术处理.文中给出了不同We数下粘弹流体等温和非等温情况下流场和应力场的变化情况,分析了温度对流场和应力场的影响,考察了Pe数、We数以及能量方程中参数k对温度场的影响.
关键词:
有限体积
,
非等温
,
PTTT本构模型
,
WLF公式
,
粘弹流体
孔倩
,
欧阳洁
,
张文彬
,
王建瑜
材料科学与工程学报
为了精确描述气体辅助充填成型中气体穿透推进过程,研究各工艺参数对成型结果的影响,本文基于气体穿透机理的研究分析,将三明治成型理论应用于气辅成型.以矩形平板型腔为例,结合Hele-Shaw流动模型,建立了气辅充填成型首次气体充填过程的压力控制方程和气/液交界面运动方程,对其应用有限元进行数值模拟.对气辅成型气体穿透过程及其基本规律和各工艺参数对成型结果的影响进行了分析和讨论.箅例结果表明:三明治成型理论应用于气辅成型所建数学模型能较好地揭示气体穿透推进过程的基本特征,并可作为气辅成型过程与实验手段相辅相成的研究工具.
关键词:
气体辅助充填成型
,
工艺参数
,
有限元法
,
气体穿透
欧阳洁
,
赵海云
,
渠通洋
,
吴朝骞
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2007.10.002
在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C)+TiC粉末,制备出金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42,获得了组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷涂层.利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试.结果表明,复合材料涂层主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni,Al及大量Ni0.58Al0.42相;其组织均匀,与基体之间为完全冶金结合;复合材料涂层具有硬度高、抗黏着摩损能力强的优点,在滑动干摩擦试验条件下表现出优异的耐磨性能.
关键词:
激光合成
,
复合材料涂层
,
显微组织
,
耐磨性
赵智峰
,
欧阳洁
,
张红平
,
阮春蕾
高分子材料科学与工程
选取基于Doi-Edwards模型发展起来的XPP模型作为本构方程,采用耦合稳定化技术的同位网格有限体积法模拟了直角管道流以及嵌件直角管道流.给出了直角管道流和嵌件直角管道流中表征聚合物宏观信息量的等值线图,分析了流变参数以及嵌件对管道截面上表征聚合物宏观信息量的影响.数值结果表明,XPP模型能够合理描述聚合物溶液浓厚体系的粘弹效应,其模型中流变参数的变化能够预测聚合物溶液拉伸属性及法向应力差的基本特征.同时,流道中嵌件的放置将使得聚合物宏观属性的变化趋势在嵌件附近发生质的变化.
关键词:
XPP模型
,
同位网格
,
有限体积
,
嵌件
,
直角管道流
欧阳洁
,
赵海云
,
吴朝骞
,
渠通洋
材料导报
在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C)+12%TiC粉末制备出组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷的涂层,其中组织主要为金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42及其增强相TiC.利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试.结果显示:复合材料涂层的主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni3Al及大量Ni0.58Al0.42相;其组织均匀,与基体之间为完全冶金结合,具有硬度高、抗粘着摩损能力强的特点,在滑动干摩擦实验条件下表现出优异的耐磨性.
关键词:
激光合成
,
金属间化合物
,
显微组织
,
耐磨性
张红平
,
欧阳洁
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.06.026
针对纤维增强聚合物基复合材料的成型流动过程,基于宏观流场、介观纤维取向和微观聚合物大分子链三尺度信息耦合的多尺度模型,使用有限体积法和有限差分法相结合的数值算法,分析了纤维增强聚合物熔体在收缩流腔中的流动行为,得到了其纤维取向和应力分布,并讨论了纤维存在对聚合物熔体流场应力的影响.结果表明:当剪切运动占优时,纤维呈现周期旋转取向;而拉伸运动占优时,纤维沿单轴拉伸取向.同时,由于纤维的周期旋转,纤维增强聚合物熔体法向应力差的空间分布呈现出随时间逐步发展的拟序涡结构.
关键词:
多尺度
,
纤维增强聚合物
,
纤维取向
,
拟序涡
,
数值分析
阮春蕾
,
欧阳洁
,
刘帅强
高分子材料科学与工程
采用基于非结构化三角网格的同位有限体积法模拟了聚合物溶液平板收缩流.其中,聚合物溶液微观尺度大分子的信息通过FENE-P本构模型得以在宏观场上体现.数值求解过程中,速度与压力、速度与应力间的耦合通过动量插值实现.通过与结构化网格数值结果及实验结果的比较,验证了该方法在粘弹流动问题求解中的正确性.与此同时,文中根据构象张量给出了分子微观结构直观的可视化描述方法,并分析了不同流动区域分子形变以及分子取向等微观信息.
关键词:
非结构化网格
,
有限体积
,
FENE-P模型
,
平板收缩流
,
分子构象
张红平
,
欧阳洁
,
张玲
高分子材料科学与工程
基于Leonov本构模型,建立了与悬浮纤维取向描述相耦合的纤维悬浮聚合物熔体的数学模型.该模型包括在热力学基础上建立的描述非等温聚合物熔体性质的Leonov本构模型、增强纤维尺度上表征悬浮纤维的纤维取向模型和对宏观流场进行描述的守恒方程组.文中使用该数学模型对纤维悬浮聚合物熔体在4:1平板收缩腔中的流动进行了数值模拟,并对增强纤维产生的应力分布和热力学Leonov本构模型中的应力结果进行了分析.数值结果表明,对于纤维增强聚合物复合材料成型过程的数值模拟,基于Leonov本构模型而建立的纤维悬浮聚合物熔体的数学模型合理有效.
关键词:
Leonov模型
,
纤维取向
,
粘弹性
,
数值模拟
