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《非牛頓流體微擠出過程動態(tài)建模與數(shù)值仿真.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2012年5月機床與液壓Mav2012第40卷第9期MACHINETO0L&HYDRAULICS＼{o140No9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．09．033非牛頓流體微擠出過程動態(tài)建模與數(shù)值仿真陳從平，董小剛，張濤(三峽大學(xué)機械與材料學(xué)院，湖北宜昌443002)摘要：非牛頓流體微擠出量難以在線測量，對擠出量的高一致性要求在很大程度上依靠預(yù)測模型的精度來保證。針對工程中常用的一類冪率非牛頓流體，在分析其動態(tài)特性的基礎(chǔ)上，建立了非牛頓流體微擠出時的流速、流量及微擠出量的物理預(yù)測模型，且模型中保留了驅(qū)動壓力、時間等擠出過程
2、主要影響因素的物理量，使得模型便于與控制算法集成。通過數(shù)值仿真，驗證了模型的有效性。研究結(jié)果表明，所建模型對冪率非牛頓流體微擠出量的預(yù)測精度達到了1％以上，為非牛頓流體定量微擠出過程的精確控制提供了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：非牛頓流體；微擠出；建模；數(shù)值仿真中圖分類號：TP23文獻標識碼：A文章編號：1001—3881(2012)9—108—4DynamicModelingandNumericalSimulationoftheProcessforNon—NewtonianFluidMicro．extrusionCHENCongping，DONGXiaogang，ZH
3、ANGTao(CollegeofMechanical&MaterialEngineering，ChinaThreeGorgesUniversity，YichangHubei443002．China)Abstract：Forthevolumeofnon—Newtonianfluidmicroextrudedoutwasdifficultlytobemeasured，itsconsistencywasmainlyensuredbytheprecisionofthepredictivemodels．Aimingatakindofpowerlawnon—Newt
4、onianfluidcommonlyusedinengineering，basedonanalyzingitsdynamiccharacteristics，itsflowvelocity，flowrateandphysicspredictivevolumemodelsontheconditionofmi—croextrudingthroughamicrotubewasestablished，forthemodelscontainedthemainphysicsfactorssuchaspressureanditsworktime，whichmadethe
5、modelseasytobeintegratedwithcontrolstrategy．Thevalidityofthemodelswastestedbynumericalsimula—tions．Thestudyresultshowsthattheestablishedmodelshaveahighpredictiveprecisionofmicro—extrusionvolumeupto1％．a(chǎn)Iltheworksuppliesabasisofprecisecontrolfornon—Newtonianfluidmicro—extrusionproc
6、ess．Keywords：Non—Newtonianfluid；Micro—extrusion；Modeling；Numericalsimulation非牛頓流體微擠出微擠出過程的性能也提出了越來越高的要求，過程建過程在芯片封裝、LED模與控制也越來越困難，主要表現(xiàn)在：(1)要求擠封裝等過程中得到了廣注射器出量微小(微克或毫克級)，高一致性，過程高頻；泛的應(yīng)用。目前市(2)非牛頓流體表現(xiàn)為非線性動態(tài)特性；(3)隨著場上應(yīng)用最多的非牛頓非牛頓流擠出過程連續(xù)進行，注射器內(nèi)流體余量逐漸減少，導(dǎo)流體微擠出設(shè)備結(jié)構(gòu)示致系統(tǒng)動態(tài)特性緩慢變化?，F(xiàn)有文獻中建立的微擠出意
7、圖如圖1，在每次擠模型有以下四類：(1)非物理模型，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模出過程中，壓縮氣體以型、自回歸模型、模糊模型等。這些模型雖然脈沖壓力形式作用于密在不同的領(lǐng)域得到了一定的應(yīng)用，但由于未考慮流體物理特性，限制了其應(yīng)用范圍；(2)數(shù)值計算模流簍。堂塑．旦孽圖流體微擠出設(shè)備結(jié)型，一般利用有限元法通過數(shù)值計算得到理論結(jié)上，并依靠布施頭的機????。果，雖然精度較高，但由于無法得到解析解，在實際械運動完成所有指定位置的布施任務(wù)。中難以應(yīng)用；(3)簡化經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，這類模型主要隨著芯片封裝、LED封裝等需要對流體進行配是將流體視為牛頓流體進行建模，然而，非牛頓流體發(fā)的對象
8、向著微小型、高密度型發(fā)展，對非牛頓流體較牛頓流體特性更為復(fù)雜，過度地簡化掩蓋了非
