1、混合是復合材料制造工藝中重要的工序之一。混合時,槳葉能承受的轉矩是捏合機設計的一個重要指標。槳葉承受的轉矩不僅可以實時反映混合時復合材料混合的均勻程度;而且,轉矩是立式捏合機從小尺寸到大尺寸進行放大設計的重要參數(shù)之一。目前因槳葉的轉矩不易直接測量,主要采用經驗公式進行放大設計。因此,研究槳葉在混合時轉矩變化規(guī)律,對槳葉型面參數(shù)、混合工藝參數(shù)的確定和捏合機傳動系統(tǒng)的設計具有非常重要的作用。本文以立式捏合機槳葉為研究對象,應用FLUENT軟

2、件,對混合時槳葉承受的轉矩進行數(shù)值分析和仿真,得出了以下結論。
　　首先,分析了混合的復合材料特性,根據(jù)立式捏合機混合工藝和槳葉結構,將復合材料混合時的固液兩相流體簡化為假塑性非牛頓流體的單相流體,建立了單相層流模型的基本控制方程組。
　　其次,建立了混合域內流體仿真模型。運用ANSYSICEM軟件對復合材料流體流動域進行非結構四面體網格劃分。根據(jù)槳葉結構和仿真計算要求,對槳葉捏合表面的過渡面和上下斷面進行簡化。對槳葉型面進

3、行分層切片。用VC編寫了槳葉在混合釜內運動關系的UDF程序,實現(xiàn)了槳葉作用下流動域的仿真。仿真結果表明:槳葉不同厚度切片的轉矩值與切片厚度呈正相關,具有一定的線性比例關系,可據(jù)此推算出空心槳、實心槳和行星輪系公轉的轉矩值,并與整個槳葉作為一個切片的仿真分析結果比較,轉矩誤差在可接受范圍內。
　　最后,建立了立式捏合機的三槳葉幾何模型,利用上述仿真計算方法和結論,研究了幾何尺寸較大的三槳葉在混合時的轉矩情況,為幾何尺寸更大的槳葉設計