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作者：王龙;段国林;
单位：河北工业大学机械工程学院;
摘要：目前利用微流挤出工艺打印功能梯度材料逐渐引起研究者的广泛关注，但对梯度材料的混合模型仿真模拟研究甚少。为揭示螺杆几何结构参数与混合时间之间的关系，提高混合效率，以变内径螺杆为研究对象，采用ANSYS软件对螺杆结构进行三维模型仿真研究，定义了出口流体组分变化达到稳定的时间为材料混合时间。分析了螺杆转速、结构参数、两端进料速率的改变对流体停留时间、混合时间的影响。结果表明，单一变量下螺杆转速由15r/min增大到45r/min，混合腔内部流体停留时间平均减小了23.8%；螺旋槽深由1.875mm减小到0.875mm，流体停留时间与过渡时间分别减小了16%、28.9%；螺棱宽度由0.5mm增大到2mm，流体停留时间、材料过渡时间分别减小了25.2%、24.2%；螺杆螺距在6、8mm比10、12mm下的流体平均停留时间减少了10%，但平均梯度过渡的时间延长了41.1%。为改善螺杆混合输送性能，进一步深入研究混合腔内部流体流场以及混合过程机制，满足打印连续梯度变化部件提供一定的参考依据。
关键词：螺旋结构;;功能梯度材料;;停留时间;;混合时间;;数值模拟
基金资助：中央引导地方科技发展资金项目(216Z1804G)
