[发明专利]一种基于超声振动的微观黏度模型建立方法及预测方法

权利要求书

1.一种基于超声振动的微观黏度模型建立方法，其特征在于，包括：

基于宏观黏度模型、超声波能量、分子链段长度和微型零件特征尺寸，确定基于超声振动的毛细管流变实验方案，获得一组不同超声波能量、不同剪切速率下的微型零件注塑实际黏度值，其中，在所述宏观黏度模型的关系式中，所述宏观黏度与稠度系数、剪切速率和非牛顿指数相关；所述宏观黏度模型的关系式为：

其中，η_maro为宏观黏度；K为稠度系数；为剪切速率，n为非牛顿指数；

建立超声频率、超声振幅、超声波在材料中传播速度、超声波能量作用到材料上的面积、材料密度和材料声吸收系数之间的超声波能量关系式：

E_U＝2π²ρuf²A²Sα；

其中，E_u为超声波能量，f为超声频率、A为超声振幅、u为超声波在材料中传播速度、S为超声波能量作用到材料上的面积，ρ为材料密度、α为材料声吸收系数；

建立超声波能量与稠度系数的关系式，并线性拟合出模型参数a1和b1；

lnK＝a1+b1×E_u；

建立超声波能量与非牛顿指数的关系式，并线性拟合出参数模型a2和b2；

将所述超声波能量与稠度系数的关系式和所述超声波能量与非牛顿指数的关系式代入所述宏观黏度模型的关系式，得到超声黏度模型关系式；

建立微观因子与相对特征尺寸之间的关系式，并线性拟合出模型参数a3和b3；

其中，所述ψ为微观因子，所述微观因子为微型零件注塑实际黏度值与微型零件注塑宏观黏度值之间的比值；所述为相对特征尺寸，所述相对特征尺寸为所述分子链段长度l_e和微型零件特征尺寸d的比值；

将微观因子与相对特征尺寸之间的关系式代入超声黏度模型关系式，得到用于超声注塑成型的超声波微观黏度模型；

超声黏度模型关系式为：

其中：η_macro：微型零件注塑宏观黏度值；a1、b1、a2、b2为模型参数；

所述超声波微观黏度模型的表达式为：

其中，η_micro为微注塑预测黏度，a3和b3为模型参数；为剪切速率；E_u为超声波能量；l_e为分子链段长度；d为微型零件特征尺寸。

2.根据权利要求1所述的基于超声振动的微观黏度模型建立方法，其特征在于，微观因子ψ1。

3.根据权利要求1所述的用于超声注塑成型的微观黏度模型建立方法，其特征在于，所述超声波微观黏度模型建立方法还包括：

基于建立的超声波微观黏度模型进行有限元模拟计算，依据聚合物材料属性，在不同超声波能量和剪切速率条件下微注塑有限元数值模拟出微注塑填充率模拟值。

4.根据权利要求1所述的基于超声振动的微观黏度模型建立方法，其特征在于，所述在不同超声波能量和剪切速率条件下微注塑有限元数值模拟出微注塑填充率模拟值的步骤之后，还包括：

在不同超声波能量和剪切速率条件下进行超声振动微注塑实验得到微注塑填充率实验值，有限元数值模拟时的所述微槽总深度与相应进行超声微注塑实验时的所述模芯微槽深度相等。

5.根据权利要求1所述的基于超声振动的微观黏度模型建立方法，其特征在于，所述超声波微观黏度模型建立方法还包括：

基于建立的超声波微观黏度模型进行有限元模拟计算，依据聚合物材料属性，在不同超声波能量和剪切速率条件下微注塑有限元数值模拟得到微注塑压力差模拟值；其中，所述微注塑压力差为在微注塑时间聚合物熔体注射进入微型道入口和出口的压力之差。

6.根据权利要求5所述的基于超声振动的微观黏度模型建立方法，其特征在于，所述在不同超声波能量和剪切速率条件下微注塑有限元数值模拟得到微注塑压力差模拟值的步骤包括：

在不同超声波能量和剪切速率条件下进行超声微注塑实验得到微注塑压力差的实验值。