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随着现代工业的发展，人们对于聚合物材料性能的要求越来越高，单纯依靠合成新聚合物材料，或者简单的机械共混已再不能满足技术需要。聚合物三螺杆动态混炼挤出机在塑化混炼挤出机理方面突破了传统设计思想的局限性，创造了一种在聚合物物料输送过程中引入振动力场以强化物料塑化混炼效果的方法，是一种多螺杆振动力场诱导塑化混炼挤出设备，实践证明，其具有优异的混合性能。由于三螺杆动态挤出机几何结构以及聚合物熔体流变性质的复杂性，对挤出机进行设计开发或挤出工艺优化设计时，需要熟悉各种因素对共混物性能的影响，特别是振幅和振频等参数，然而目前对此方面的理论研究还局限在较简单的模型，大多仍局限于实验研究，在开发产品进行工艺设计时大多凭经验，因此本文尝试对三螺杆动态挤出机的挤出过程进行数值模拟，分析各种因素与共混物性能的关系，以期能够对三螺杆动态挤出机的设计开发和挤出工艺的优化设计提供理论指导。
本文对振动力场作用下“一”字形啮合同向三螺杆挤出机螺纹流道中熔体的流动进行了全三维非牛顿等温数值模拟。建立了与三螺杆动态混炼挤出机实际尺寸相一致的物理模型，采用了网格重叠技术，即对螺杆和三环圆筒分别进行网格处理，再把螺杆和三环圆筒组合在一起，模拟时对中间主螺杆施加了轴向周期脉动的速度边界条件，尽可能真实地模拟了三螺杆的动态挤出过程。本文运用POLYFLOW软件模拟分析了流道内熔体速度、压力、粘度、剪切速率等与转速、振频或振幅等参数的关系，且将分析结果与无振动状态的挤出过程作了比较。研究发现，随转速、振频、振幅的增加，流场的剪切速率、速度、流量、螺棱两侧压差等都有一定程度的增加，而流场的粘度均值、压力均值都有一定程度的下降，由此可推断三螺杆动态挤出机的剪切混合作用随转速、振动参数的增加而有所增强；另一方面模拟发现，随振动场的引入，流道内的压力、剪切速率等呈周期规律性变化。为了对本文的模拟结果进行验证，本文做了相应的实验，以实际的三螺杆动态挤出机为研究对象，对不同转速，不同振动参数情况下的共混物进行力学性能等方面的研究，实验结果表明，在一定程度内随转速、振频、振幅的增加，出现共混物产量增加，力学性能增强的趋势，并呈现了良好的微观形态结构，与数值模拟的结论很接近，从而验证了本文数值模拟的正确性。本文的数值模拟，可为优化三螺杆的结构设计，生产过程的参数设置提供理论参考。