国家自然科学基金委员会-2004年度项目指南

《高聚物成型加工与模具设计中的关键力学和工程问题》
项目指南

　　随着高聚物制品在国民经济和国防工业等领域中应用的日益广泛，高聚物制品的高性能化已成为我国聚合物工业所面临的重要问题。高聚物成型过程是各种物理、力学现象共存的复杂过程。成型过程不仅使材料获得一定的形状、尺寸，而且赋予材料最终的组织与性能。多物理场耦合作用下高聚物成型加工条件、形态结构演化与制品力学性能之间耦合问题、高聚物复杂流体动力学问题、模具优化设计和制品质量控制理论等，是高聚物成型加工中的重要基础科学问题，也是力学、材料科学与工程交叉领域中具有挑战性的重要前沿科学问题。这些问题的解决，将为我国高聚物成型加工技术的发展提供理论依据，同时对于丰富和发展力学和材料科学理论及应用具有重要意义。

科学目标：
　　揭示成型过程中高聚物微结构生成、演化的规律，及其与成型工艺条件的关系；建立微结构与制品性能的定量关系，为成型工艺优化、预测和控制制品性能提供理论依据；建立和发展多物理场耦合作用下的高聚物成型过程与制品性能的多尺度物理、数学模型及相应的多尺度计算方法，丰富和发展高聚物成型模拟理论和方法；建立基于数值模拟的模具优化设计理论和方法，开发出一套具有自主知识产权的、可用于注射、挤出等成型过程的模拟软件；选取一、两个有代表性的高聚物制品，对其成型加工、模具设计和制品性能评价开展综合性的应用研究，验证该项研究的实用性和可靠性。

主要研究方向：

1.高聚物成型过程复杂流体动力学问题研究

高聚物复杂流体本构关系
高聚物成型过程的数理模型
高聚物熔体流动传热过程的数值计算方法
高聚物成型过程结晶动力学理论与实验研究

2.高聚物成型过程与制品性能预测的多尺度建模和计算方法研究

成型过程中高聚物微结构生成、演化的表征与建模
高聚物成型过程的多尺度建模和计算方法
材料及制品性能预测的多尺度模型和计算方法

3.高聚物成型过程的模拟仿真技术、模具优化设计及制品质量控制研究

高聚物成型过程的数值模拟仿真
模具优化设计及其反问题研究
成型工艺优化与制品质量控制

　　资助年限：4年
　　拟资助经费：800万元
　　本项目由数理科学部、工程与材料科学部联合提出，数理科学部受理申请。