固化方法

固化方法适用于在模拟过程中更改物理和化学属性的粘性流。

固化过程中的反应通过由 Kamal 和 Sourour [932] 提出的经验动力学模型进行跟踪。在此模型中，时间 $t$ 处的固化度 $\alpha$ 为：

其中：

• $H\left(t\right)$ 为时间 $t$ 之前释放的固化的热量。
• $H_{\mathrm{\Sigma }}$ 为总固化热量。

不可压缩流体的固化现象的过程为：

其中：

• $m$ 和 $n$ 为恒定模型参数。
• $k_1$ 和 $k_2$ 为动力学速率常数。

$k_1$ 和 $k_2$ 取决于温度 $T$ ，根据阿雷尼乌斯 (Arrhenius) 定律：

其中：

• $i$ =1 或 2。
• $K_i$ 为前因子。
• $E_i$ 为活化能。
• $R$ 为通用气体常数。
• $T$ 为绝对温度。

与 Kamal 和 Sourour 模型相关的参数的确定方法为：根据由差示扫描量热法 (DSC) 控制的实验数据拟合模型。[927]

固化度还可以改变材料的粘度。对于环氧树脂，Castro 和 Macosko [925] 提出了描述粘度与固化、剪切速率和温度的相关性的粘度模型，如下所示：

其中：

• ${\mu }_0(\dot{\gamma },T)$ 为零剪切粘度，可取决于剪切速率 $\dot{\gamma }$ （根据广义牛顿模型之一）和温度 $T$ （根据时间温度叠加定律之一）。
• ${\left(\frac{{\alpha }_g}{{\alpha }_g-\alpha }\right)}^{C_1+C_2\alpha }$ 为粘度因子。
  • ${\alpha }_g$ 为凝胶点处的固化度 (∼0.65−0.73)。
  • $C_1$ 和 $C_2$ 为拟合常数。

温度分布通过使用能量守恒进行求解获得：

其中：

• $C_p$ 为比热容。
• $k$ 为材料的导热率。