[Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics] 粘弹性聚合物薄膜斜拉过程的数值研究
我团队博士研究生张孟楠、杨二杰等在李良彬研究员和田富成博士后的共同指导下，采用FEM-CFD相关方法模拟了粘弹性聚合物薄膜的斜拉加工过程，探究了加工参数、材料本构、温度场等影响因素对膜内应力应变分布的影响，揭示了斜拉薄膜在加工过程中厚度的演变过程，为连续性加工特殊光学膜薄膜的工业化生产提供了理论指导。相关研究工作近期发表于计算流体力学期刊Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics上。
斜拉是制备聚合物薄膜的一种特殊方法，其产品主要用于光学显示领域，如补偿薄膜、延迟薄膜等。此前鲜有关于斜拉伸加工的研究报告和相关数值研究，本工作首次使用FEM模拟粘弹性聚合物薄膜的斜向拉伸过程，采用了经典微分粘弹性本构模型 PTT（Phan-Thien and Tanner）模型模拟材料的真实流变行为。此外，基于DEVSS方法、Film Hypothesis等算法，推导了具体的数值方案并给出了算法的实现过程。最后，本文展示了一个完整的斜拉数值计算案例，并与对称拉伸进行了比较。基于以上模拟结果，进一步研究了厚度的演变和横向拉伸对薄膜厚度均匀性的影响。
以上研究工作得到了国家自然科学基金（51890872,51633009和51790503）的资助。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377025721001026