流變曲線的案例
Simufact中材料模型的建立
Simufact材料庫獨立于軟件，一套完整的材料數據包括：基本信息/化學成分/機械性能/熱參數/流變曲線/各向異性/疲勞/晶粒模型/相變圖/數據表；不僅支持材料數據的手動輸入創建，而且支持多種格式的材料數據的導入；支持材料文件格式：umt/gmt (Matilda)/jmt(JMatPro)/mfd/mat/sf (simufact.forming)
1、在備品區右擊，選擇Material——Manual進入材料窗口
2、在材料窗口的主菜單中，選擇General properties中可以設置材料的名稱，對應的牌號（美標、德標、日標）應用的領域，分組，來源等信息，用戶根據自己材料的屬性進行自定義；
3、材料化學成分，選擇Chemical composition選擇材料化學成分并設置化學成分的含量，也可以用戶自定義化學成分元素；
4、機械性能，選擇Mechanical properties，可以設置泊松比、楊氏模量、密度、屈服強度、抗拉強度、極限應變，在設置參數類型，支持固定值設置和數表設置；
5、熱參數定義：選擇Thermal properties，可以設置熱傳導系數、比熱容、熱膨脹系數、消耗因數，數據可以是固定值，可以是變量值，也可以對焊接材料一些參數設置，熔點、固相線溫度、潛熱、標量值設置；
6、流變曲線設置；選擇Flow curves，添加溫度，應變，設置曲線，添加不同溫度下不同應變速率對應的流變曲線，可以手動輸入值進行添加，可以手動繪制曲線，可以從論文中截取圖片進行讀取；
7、各向異性，選擇Anisotropy，支持Hill（48）、Barlat（91）各向異性模型；
8、破環準則，選擇Damage，支持Lemaitre、Cockroft-Latham
展開 基于射出機的聚合物流變參數在線測試技術
圖表1：Cross-WLF 黏度模型的流變參數
圖3：PP（在線）流變曲線
作為對上述一般實驗程序的驗證，以另一種商品名為Propathene GWE 23，密度為0.92889g/cm3 的PP 進行了流變測試，該聚丙烯來自英國制造商Ineos。
圖4：PP（CAE 仿真仿真軟件）流變曲線
表1 和圖4 顯示了使用不同測試方法對同一系列材料的測試結果。與在線測量相比，流變曲線的趨勢是一致的，這可以證明新的在線測量是可行的，盡管材料是由不同公司制造的。
結論
本文提供一種基于射出機的典型聚合物流變性能在線測試的技術，它適用于各種高分子聚合物。利用Cross-WLF 黏度模型擬合實驗數據，可以得到材料不同溫度和剪切速率下的剪切黏度。和傳統流變測試技術相比，基于射出裝備的聚合物流變參數在線測試極富潛力。本文的流變參數在線測試方法與傳統的在線技術和脫機測量技術相比，具有以下特點：
(1) 聚合物的塑化直接利用實際加工的射出機的塑化系統，能夠真實反映射出成型工藝下材料的熱歷程和受力歷程；
(2) 測試時充分利用了射出機的模具溫度控制擴展端口控制流變儀的溫度，并且能夠直接在射出機控制面板上設置工藝參數，操作方便；
(3) 測試時物料連續通過兩個等直徑不同長徑比的毛細管，可以嚴格保證Bagley 校正的要求，即物料在相同的流體速率下選擇不同長度的毛細管進行測試；
(4) 測試裝置設計、制造和測試流程簡單易行，操作方便。通過此項技術可以建立新的聚合物流變量據庫，以幫助進一步開發商業塑料加工軟件包。
展開 Maxwell仿真結果問題，磁流變液仿真結果與B-H曲線關系？結果的材料磁感應強度大于bh曲線最大值
我做的Maxwell磁流變液的仿真，自己設置磁流變液的材料，只是添加了B-H曲線，其他都默認，其中B-H曲線顯示最大磁感應強度也不過0.05T。然后用線圈產生磁場看看 磁流變液的磁感應強度大小，通電1A*350匝的情況下磁流變液磁感應強度最大竟然能有0.25T？？？ 這個結果正確嗎，材料的B-H曲線最大才0.05T呀， 真的能得到0.25T?
Simufact使用技巧——基于圖片數據曲線的掃描導入
下面以應變速率0.01s-1為例快速導入曲線。
通過新建材料數據，選擇流變曲線菜單，通過點擊溫度與應變速率右側的加號圖標，激活從掃描圖導入曲線圖標，雙擊應變速率窗口中的應變速率0.001，將其修改為應變速率0.01（需要導入的曲線上最小的應變速率為0.01）。在溫度窗口中分別添加溫度250℃、300℃、350℃、400℃、450℃。
單擊從掃描圖導入曲線圖標，在彈出的窗口中點擊打開文件圖標，選擇應力應變曲線。按照上述方法對齊坐標軸，設置坐標軸的值，依次拾取對應曲線，完成一條曲線添加后，可點擊窗口左側加號圖標，選擇添加對應的曲線。選擇完成后，如下圖所示一次添加了5條不同溫度下應力應變曲線。
點擊OK，完成添加曲線，最終可以看到應變速率0.01s-1下不同溫度的應力應變曲線。其他應變速率的曲線可以相同方法添加。
閱讀原文：
https://mp.weixin.qq.com/s/xenuAonSbbz8rXTygyzPqA
chuanhui.wang@hexagon.com
qq1191316289
展開 
四川大學石玲英：形狀穩定的水合鹽/聚丙烯酰胺相變有機水凝膠，可實現智能溫度管理
（a）加熱和冷卻速率為5°C min
-1
的DPDH，PAM水凝膠和PAM/DPDH PCOH的DSC測量的加熱和（b）冷卻曲線。（c）DPDH，PAM水凝膠和PAM/DPDH PCOH的TGA和（d）差示熱重（DTG）曲線。
圖
5. PAM/DPDH PCOH的熱循環穩定性。
（a）0、100和300次熱循環后，PAM/DPDH PCOH的DSC加熱曲線和（b）冷卻曲線。（c）未加載的原始PAM/DPDH PCOH和（d）原始PCOH的照片，（e）100個熱循環后的PCOH，和（f）300個熱循環后的負載100 g重量的照片。
圖
6. PCOH的機械性能。
（a）壓縮試驗的應力-應變曲線（插圖：PCOH樣品的照片）。PAM水凝膠和PAM/DPDH PCOH在（b）25°C和（c）40°C下的流變曲線。
圖
7.智能溫度管理和防漏性能。
空氣，PAM水凝膠和PAM/DPDH PCOH在（a）水浴加熱和（b）冰水浴冷卻過程中的溫度變化曲線（插圖：測量設備的數碼照片和曲線的放大部分） 。（c）加熱過程中PAM/DPDH PCOH的紅外熱圖像和相應的數字照片。（d）在加熱和冷卻過程中熱變色PCOH和PAM水凝膠樣品的變色圖像。
【總結】
團隊已經成功地制備了
PAM/DPDH相變有機水凝膠。通過物理摻入，PAM有機水凝膠網絡被證明是用于DPDH PCM形狀穩定的有前途的基質，可實現固-液相變化而沒有泄漏和相分離。已經證明，從熔融水合鹽，DPDH和單體的混合溶液中進行一步原位聚合是一種制備相變軟材料的簡便方法。制備的PCOH具有抗干燥，柔韌性，形狀穩定性和熱循環穩定性的優點，并且具有相變溫度管理的誘人潛力。
展開 設計仿真 | 圓管法蘭使用 Marc 進行裝配增材制造
材料數據在.umt文件中提供，提供了材料數據適用于293.15至1673.15°K的溫度范圍的力學參數、包括隨溫度變化的模量、泊松比、熱膨脹系數及流變曲線等，定義方式見下圖4。
初始常溫參數為：
楊氏模量1.92372×105 MPa
泊松比0.3
熱膨脹系數1.4560×10-5/°C
圖4 底板、法蘭模型的材料定義
2.3
接觸定義
該模型由變形體和一個剛體組成，如圖1所示。
a)底板-圓形鋼管；
b)法蘭-通過多層沉積材料建造；
c)剛體-在一端固定基板平面。
在該模擬中，底板粘接到剛體平面上，法蘭逐漸粘在底板上。與接觸相關的參數均設置為默認。所定義接觸關系均在接觸表中，接觸表在“分析工況”中和“分析任務”菜單中初始接觸中選擇。同樣的接觸表也適用于所有載荷工況。
展開 山東大學陳浩副研究員、譚業邦教授與南京大學曹毅教授合作Angew：基于狀態疊加交聯位點精準調控聚合物網絡粘彈性
其中，熒光強度曲線隨時間呈單指數而不是雙指數衰減，表明兩分子狀態是疊加而不是分離的。并且，不同pH值下的結合/解離速率常數也可以由狀態疊加模型進行很好的擬合，進一步驗證了狀態疊加的設想。
隨后，作者進一步將該交聯位點引入到聚合物網絡當中。在四面體型聚合物網絡當中，聚合物網絡的流變性質可以通過改變體系pH值調控。通過引入解離速率常數，不同條件下的流變曲線可以被歸一化，表明該策略對聚合物網絡流變行為的調控是定量的。而在隨機聚合物網絡中，網絡的靜態力學性質也可以得到有效調控。解離速率常數越小，網絡的彈性模量越大。同時，交聯位點的壽命與測試時間尺度相匹配時，聚合物網絡表現出最大的韌性。
該工作提供了一種定量調控非共價相互作用速率常數的新方法，為設計性質可控的功能超分子聚合物材料提供了全新思路。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/anie.202105112
相關進展
南京大學王煒教授和曹毅教授研究團隊在力化學的分子機制方面取得新進展
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展開 汽車進氣管用TPEE改性材料的流變性能和熔體強度研究
圖5 不同改性樣品熔體應力應變曲線
04
結論
(1)旋轉流變測試中，樣品在低頻段下的復數粘度及儲能模量均隨擴鏈劑加入量提高而提高，說明支化結構隨擴鏈劑的添加而提高
(2)當擴鏈劑添加量大于0.7時，TPEE有明顯的應變硬化，而當添加量達到1.5時，熔體的應力應變曲線與Hyt-4275基本一致。
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初始常溫參數為：
楊氏模量1.92372×105 MPa
泊松比0.3
熱膨脹系數1.4560×10-5/°C
圖4 底板、法蘭模型的材料定義
2.3
接觸定義
該模型由變形體和一個剛體組成，如圖1所示。
a)底板-圓形鋼管；
b)法蘭-通過多層沉積材料建造；
c)剛體-在一端固定基板平面。
在該模擬中，底板粘接到剛體平面上，法蘭逐漸粘在底板上。與接觸相關的參數均設置為默認。所定義接觸關系均在接觸表中，接觸表在“分析工況”中和“分析任務”菜單中初始接觸中選擇。同樣的接觸表也適用于所有載荷工況。
展開 毛細管流變儀的模塊化測試技術
流變曲線一致的兩種不同分子量分布的材料，可能在口模脹大測試上表現出明顯的差異，因此口模脹大測試可以在一定程度上反映材料的分子量分布。
反向壓力測試
聚合物在加工機械的高壓處理下，壓力對黏度會產生不可忽略的影響。這種現象不能用以前簡單的測試方法來分析。因此，反向壓力測試膛被開發出來（圖2），用來確定仿真加工的數據，特別是高壓下的加工，例如熔體泵、射出成型、基礎成型等。也可以用來研究流動過程中的壁滑移行為。
熱導率測試
通過模流分析軟件，可以使射出成型或擠出成型的加工參數達到最優。為保證更準確地預測溫度級數，就需要對材料熱數據進行更精確的預測，熱導率是最重要的材料熱數據之一。因此，根據ASTM D5930標準，在毛細管流變儀的基礎上開發出熱導率測試功能。該設備可用于15mm或20mm料筒直徑的毛細管流變儀中，測量時封閉料筒底部，將熱導探頭深入裝有規定體積的測試材料中，樣品會在筒體和探頭之間形成環形間隙。探頭由一個帶有加熱棒的薄壁柱塞和位于中心的熱電偶組成，通過高精度電源產生定量的熱量，測量探頭中升高的溫度，然后根據升高的溫度和熱量計算熱導率。在探頭的上端有密封環，可在從室溫到400℃的范圍內測量壓達1600bar的材料熱導率。
PVT測試
除上述測試功能外，根據ISO17744標準，毛細管流變儀還可以實現PVT測試功能。將毛細管流變儀下端封閉，在料筒里加入一定質量的樣品，通過驅動柱塞來控制壓力，使用高精度位移傳感器記錄柱塞位置并計算出體積，并可以通過料筒外部的冷卻夾套實現線性降溫，以此得到聚合物在射出過程中壓力、溫度和體積之間的關系。最高降溫速率可達25K/min，最大壓力可以2500bar。
展開 魚糜制品品質如何改善，復合淀粉功用不可少
流變特性
淀粉糊是一種假塑性流體，溫度、淀粉顆粒和濃度影響其流變特性，從而影響淀粉類食品的品質優劣及淀粉的適用范圍。在5℃-40℃，變性淀粉的剪切應力值與溫度呈現負相關，這可能是溫度的升高使淀粉分子間的氫鍵斷裂，影響淀粉的剪切應力，隨著剪切速率的升高，剪切應力增加。
研究人員研究在不同條件下甘薯淀粉糊和綠豆淀粉糊的流變特性，發現2種淀粉的流變曲線圖中均產生不同程度的滯后面積，并且具有屈服應力的開口型滯后回路。
研究人員用流變儀對蓮子淀粉糊進行流變特性研究，通過Herschel-Bulkley方程對其流變模型進行擬合分析，淀粉糊表現出剪切變稀和復合觸變性。淀粉糊濃度越高，形成的凝膠三維網絡結構越剛硬，凝膠結構發生剪切破壞越難恢復到剪切前的狀態。
凝膠特性
淀粉的凝膠化分為以下三個階段：
首先，溫度低于糊化溫度時，水分從淀粉顆粒進入與無定形部分極性基結合，淀粉發生可逆膨脹；其次，當溫度升高至糊化溫度，因大量水分子進入到微晶束結構導致淀粉分子排列取向遭到破壞，形成不可逆膨脹的淀粉糊；最后，隨著溫度的升高，淀粉顆粒破裂，分解成為無定形狀態。淀粉的凝膠特性主要體現在黏彈性和強度，這對食品的加工、口感等方面都有很大的影響。
考察不同來源淀粉的直鏈分子與支鏈分子，對淀粉凝膠特性的影響，包括小麥、大麥、黑麥、豌豆、蠟質玉米和馬鈴薯淀粉，總體上講，馬鈴薯淀粉的凝膠強度最大，谷物淀粉的最低。這可能是因為當淀粉中直鏈分子含量高時，與支鏈分子產生共結晶作用，影響凝膠強度。通過相關性分析可以得出，大米的直鏈淀粉含量與米粉的凝膠性呈正相關。
研究結果表明，馬鈴薯淀粉凝膠性與pH值有關，在酸性和中性條件下，馬鈴薯淀粉凝膠性弱；堿性條件下，凝膠性較強。
文章來源：食品研發與生產
展開 
干貨：高分子領域常用的分析手段梳理
流變分析
高分子材料通常變現出較為復雜的力學性質，它們既能流動又能變形，既有粘性，又有彈性；形變中會發生粘性損耗，流動時又有彈性記憶效應，粘彈性結合，流變性并存，而表征這些性能時我們常常采用流變儀，包含有旋轉流變儀、毛細管流變儀、轉矩流變儀、界面流變儀等設備。通過流變曲線可以獲得聚合物在相應加工過程中的流變數據，從而為產品評定、工藝調試等提供理論和技術方面的指導。
另外，近些年來在許多科研工作者根據需要也用到了其他的分析測定儀器和方法，如萬能試驗機、偏光分析、光聲光譜分析、中子散射法、小角光散射法、掃描超聲顯微鏡等，為高分子材料的深入研究提供了豐富而有力的表征手段。
展開 科學試模對于射出成型工藝的優化
另外也常藉由不同射出速度設定實驗來建立流變 曲線（黏度曲線或稱U型曲線）（如圖3），藉以決定最適化的射出速度參數，同時也可根據固定保壓設定值與產品重量量測實驗來進行澆口封口時間研究， 以確認有效保壓作用時間參數（如圖4）。
結語
科學化試模與射出成型加工參數的優化設定除了上述常見的科學化實驗外，也需要在實驗或試模過程中記錄相關的加工參數與數據，包含塑料除濕干燥后的含水率、熔膠實際的料溫、實際的射出充填時間、模具表面溫度分布、模溫機冷卻介質的流量、成型加工周期時間、機臺響應數據（如圖5）與速度、壓力、行程響應曲線（如圖6）等。
通過科學試模建立的成型加工參數設定與連續加工生產制程參數，并參考制程中偵測和記錄的科學化制程數據，可以在整個射出加工生產周期內以最少時間來 精確優化成型加工參數，并且可以使射出加工制程更穩定、射出產品質量更一致。■
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展開 科學試模對于射出成型工藝的優化
另外也常藉由不同射出速度設定實驗來建立流變 曲線（黏度曲線或稱U型曲線）（如圖3），
圖3：利用黏度曲線（U型曲線）實驗來確定較適化的射出速度
藉以決 定最適化的射出速度參數，同時也可根據固定保壓設 定值與產品重量量測實驗來進行澆口封口時間研究， 以確認有效保壓作用時間參數（如圖4）。
圖4：澆口封口保壓有效時間確認實驗
結語
科學化試模與射出成型加工參數的優化設定除了上述 常見的科學化實驗外，也需要在實驗或試模過程中記 錄相關的加工參數與數據，包含塑料除濕干燥后的含水率、熔膠實際的料溫、實際的射出充填時間、模具 表面溫度分布、模溫機冷卻介質的流量、成型加工周 期時間、機臺響應數據（如圖5）與速度、壓力、行 程響應曲線（如圖6）等。
圖5：射出成型機臺的射出響應數據
圖6：射出成型機臺的射出響應曲線
通過科學試模建立的成型加工參數設定與連續加工生 產制程參數，并參考制程中偵測和記錄的科學化制程 數據，可以在整個射出加工生產周期內以最少時間來 精確優化成型加工參數，并且可以使射出加工制程更 穩定、射出產品質量更一致。■
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展開 熱沖壓成形模具設計要點
22MnB5典型化學成分如表2所示，圖1是22MnB5熱沖壓成形鋼板的CCT曲線。因國內外各個鋼廠產線不同，國內外各個鋼廠的22MnB5成分會稍有一些差異，CCT曲線也會稍有差異。近幾年，國內出現Mn-B系基礎上添加Mo、Nb、V等元素，優化熱成形鋼的抗氧化性、尖角彎曲性能、耐延遲開裂等性能，取得了較好的效果。熱沖壓成形鋼的抗拉強度級別有500、1000、1500、1800、2000MPa等。
表1 熱沖壓成形鋼常見成分體系
表2 22MnB5典型化學成分（Wt.%）
圖1熱沖壓成形鋼22MnB5的CCT曲線
熱沖壓成形是將沖壓技術和熱處理技術相結合的板材成形技術，是熱沖壓成形鋼板在熱、力、相變耦合下的復雜成形過程，圖2為熱沖壓過程中熱傳遞、力學、相變相互作用圖，熱沖壓成形過程，正是這樣一個板料內部溫度場、應力場、相變同時共存，相互作用的變化過程，對板料在成形過程中的流動、變形等造成影響。如高溫下的變形量會對奧氏體轉變產生影響，在800℃下變形10％～30％的變形過程使得C曲線左移，并使臨界冷卻速率提高至50℃/s，（如圖3所示）。圖4所示為馬氏體相變開始溫度（MS）與應力的對應關系。當應力從100MPa達到400MPa時，馬氏體轉變開始溫度從380℃提高到560℃。同時，熱沖壓成形過程中不同溫度下鋼板的成形極限、流動應力本構模型、鋼板與模具間摩擦系數差別很大。
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