在共挤成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的挤出胀大,使得生产尺寸精确或形状复杂的聚合物多层共挤型材在工程上仍是一项技术挑战。共挤成型的多相分层流动存在着各分层界面应力之间的相互耦合,使得共挤成型的多相分层共挤流动成型过程具有特殊的流动输运规律和动力学特征,从而造成共挤成型的挤出胀大机理极为复杂。迄今为止,国内外有关共挤成型挤出胀大机理的研究报道却相当罕见。为此,本文基于粘弹性流体动力学理论和流变学理论,建立了聚合物共挤成型的三维等温粘弹性理论模型及其相适应的高效有限元数值算法,并通过数值模拟,系统研究了过程条件和聚合物流变性能参数对共挤成型离模膨胀的影响规律和影响机理,并基于这一研究,提出了一种基本能消除共挤成型离模膨胀的新型气辅共挤成型技术,并分析了其消除共挤成型离模膨胀的机理。主要取得如下成果:针对共挤成型及气辅共挤成型流动过程的特点,基于流变学和流体动力学理论,经合理假设,建立了描述共挤成型及气辅共挤成型流动过程的全三维稳态等温粘弹性理论数学模型,并推倒出便于有限元数值模拟的PTT粘弹性本构模型方程沿X,Y,Z坐标方向的展开式。针对粘弹本构方程、挤出胀大自由表面的追踪和控制方程的耦合易于导致数值解扩散和不稳定问题,通过Galerkin法、罚函数法、EVSS法、EVSS/SU法和Mini-Element法等混合有限元稳态离散技术,分别建立了与理论模型相适应的有限元数值算法,并基于这一研究,实现了共挤成型及气辅共挤成型过程的有限元数值模拟。通过数值模拟,系统研究了了粘弹流变性能参数和工艺参数对共挤成型离模膨胀的影响规律,通过理论分析揭示了共挤成型离模膨胀的机理。研究表明多层共挤成型的离模膨胀是由二次流动引起的,且芯壳层熔体及整体口模的离模膨胀取决于口模出口处二次流动强度的强弱,而口模出口处二次流动强度又正比于熔体的第一法向应力差。基于传统共挤成型的离模膨胀的机理研究,提出了一种能基本消除共挤成型离模膨胀的新型聚合物气辅共挤成型技术,并分析了其消除共挤成型离模膨胀的机理。研究表明气辅共挤成型的离模膨胀与口模气辅段进口处的二次流动的强弱成正比,其离模膨胀基本不受熔体粘弹流变性能的影响,使同一口模适用不同聚合物材料成型。气辅共挤成型技术不仅可实现挤出制品尺寸的精确自动控制,而且还起到明显的节能降耗的效果。同时,在口模设计上,解决了由于传统共挤技术离模膨胀引起的挤出口模难于设计的技术难题。