Identification of Cross-WLF Viscosity Model Parameters Using Optimization Technique

Predicting the behavior of rheological polymers is highly shear rate- and temperature-dependent. The Cross-WLF viscosity model has become a powerful solution that describes the shear rate- and temperature-dependent characteristics. To estimate the behavior of polymers in computational simulations, the coefficients of the Cross-WLF model should be well identified. An identification technique was proposed to determine the Cross-WLF viscosity model coefficient. The assumption is that the Cross-WLF viscosity model well describes the real characteristics of polymers when the calculated viscosity with the parameters is identical to the reference data. In this study, Auto-desk Moldflow data were used as a reference. The numerical examples showed that the proposed method accurately identifies the Cross-WLF viscosity model coefficients.

최적화기법을 이용한 Cross-WLF점도 모델 계수 추정

본 논문은 최적설계기법을 적용하여 Cross-WLF 모델의 계수 값을 효과적으로 추정하는 것이다. 사출성형 공정의 해석에서 주로 사용되는 Cross-WLF 점도 모델은 온도와 전단율의 영향이 민감한 고분자의 유변학적 특성을 잘 모사하는 모델로 널리 사용되고 있다. 정확한 폴리머 유변학적 특성 예측을 위해서는 정확한 Cross-WLF 계수 값의 추정은 필수이다. 실험적으로 획득한 데이터의 점도 값과 Cross-WLF의 계수 값을 설계변수로 가정하여 계산한 점도 값이 일치한다면, 최적화 기법을 통해 정의된 Cross-WLF모델이 실험 데이터를 정확하게 모사하는 것이라 할 수 있다. 이러한 Cross-WLF 모델을 통해 계산된 점도와 실험 데이터의 차이를 최소화하는 목적함수로 Cross-WLF의 계수 값을 설계변수로 정의하여 연구를 수행하였다. 본 논문에서 제시한 최적화기법의 타당성으로 확인하기 위하여 몇개의 소재를 대상으로 하여 Moldflow에서 제공하는 Cross-WLF 계수 값과 본 논문에서 제안한 방법으로 획득한 계수 값를 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 또한, Moldflow Plastic Lab의 실제 측정 데이터를 활용하여 추정한 결과 제안한 방법의 효율성 및 타당성을 입증하였다.