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제안 방법
- Relaxation time 과 Min. Relaxation time 을 설정 하여 해석 하였다. 3 modes 에서 가준 Relaxation time 0.
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- 이 런 Swell 현상은 재료와 Die의 형상에 따라서 다르게 나타나지만 같은 소재라 할지라도 Shear rate, Relaxation time, Flow rate, L/D, 그리고 온도에 따라서 다르게 나타난다[8]본 논문에서는 StyreneButadiene Rubber (SRR)와 Butadiene Rubbere] 비율이 9:1 인 고무복합체 (C3)를 사용하여 모세관 Die 에서 고무 복합체의 거동에 대해 분석하였다. 실험에서는 Fluidity testei를 사용하여 모세관 Die에서 소재가 보이는 팽윤양을 측정하였고 해석에서는 실험과동일한 조건으로 Fluent社의 상용 CFD(Computational Fluid Dynamics)프로그램인 Polyflow 를 사용하여 Relaxation time을 설정하는 방법과 Relaxation mode에 따라 Relaxation time의 범위를조절했을 때 소재가 보이는 팽윤양을 예측하였다[9^10].
- 타이어 압출 시소 재는 Die 에서 점 탄성 특성 때문에 Die 의 Profile대로 고무가 압출되지 않고 Swelling (Die Swell 또는 Extrudate Swell)을 하게 된다[4~7]. 이 런 Swell 현상은 재료와 Die의 형상에 따라서 다르게 나타나지만 같은 소재라 할지라도 Shear rate, Relaxation time, Flow rate, L/D, 그리고 온도에 따라서 다르게 나타난다[8]본 논문에서는 StyreneButadiene Rubber (SRR)와 Butadiene Rubbere] 비율이 9:1 인 고무복합체 (C3)를 사용하여 모세관 Die 에서 고무 복합체의 거동에 대해 분석하였다. 실험에서는 Fluidity testei를 사용하여 모세관 Die에서 소재가 보이는 팽윤양을 측정하였고 해석에서는 실험과동일한 조건으로 Fluent社의 상용 CFD(Computational Fluid Dynamics)프로그램인 Polyflow 를 사용하여 Relaxation time을 설정하는 방법과 Relaxation mode에 따라 Relaxation time의 범위를조절했을 때 소재가 보이는 팽윤양을 예측하였다[9^10].
- . 하지만 G' 과 G' ' 의 교차점 부분에 Shear rate를 정확히 알 수 없기 때문에 두 번째 방법인 모세관 Die 를 Newtonian isothermal 이나 NonNewtonian isothermal 로 해석을 하여 Capillary Die끝 단에서 의 평균 Shear rate 를 구한 후 역수를 취해 Relaxation time 를 설정하였다. Fig.
데이터처리
- 2.3.1 유한요소 해석모델링 및 경계조건 Fig.3 는 모세관 다이 해석의 경계조건을 나타낸 것으로 대칭이기 때문에 1/4 만 모델링 하였고Evolution Problem 을 적용하여 \escoelastic, Isothermal 로 해석하였다. 입구 부 (Bmmdaryl)에는 Volume Flow Rate 에 evolution 를 적 용하였고, 줄 구 부 (Boundary 2) 에는 Outflow 조건을, Extrudate 윗면 (boundary3) 에는 Free Surface 조건을, 대칭면 (Boundarye0!] 는 Symmetry 조건을, 다이 면 (Bmmdary5)에는 Naslip조건을 사용하였다.
이론/모형
- 하지만 G' 과 G' ' 의 교차점 부분에 Shear rate를 정확히 알 수 없기 때문에 두 번째 방법인 모세관 Die 를 Newtonian isothermal 이나 NonNewtonian isothermal 로 해석을 하여 Capillary Die끝 단에서 의 평균 Shear rate 를 구한 후 역수를 취해 Relaxation time 를 설정하였다. Fig.5 은 Newtonian isothermal 과 Non-Newtonian isothermal 해석에서의 Capillary die 단면에서의 평균 Shear rate 를 보여주고 있다, Newttmian 해석의 경우 Shear rate 가 가장 작은 0.31[l/s] 에서 점도 값 64804 [Paxs]를 사용하였고 Non-Newtonian 해석의 경우 Power law 모델을 적용해서 점도 값을 적용하였다. Fig.
- 모세관 Die 에서 고무복합체의 거동을 해석하기 위해 비선형 미분 점 탄성 모델인 Phan-Phien-Tanner (PTT)를 사용하였다. Equation (2)는 PTT 모델을 보여주고 있다.
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