高分子材料在过去的几十年里,凭借其优异的性能、易于加工的特点从高度专业化市场的小规模应用,发展到日常消费品中的无处不在。然而,随着石油资源的枯竭,高分子材料的发展受到遏制。废弃植物纤维/聚合物复合材料因理想的性价比、可再生性和环境友好性等诸多优点,日益受到人们的高度重视。作为具有独特性能的新型材料,纤维组分的加入致使其加工工艺难度远远超过普通塑料制品。本文采用瞿金平教授研制的基于体积拉伸流动成型的叶片挤出机,叶片挤出机的塑化和输运过程都是拉伸形变支配的,通过物料加工体积周期性变化强制物料混合混炼,具有物料受热-机械历程短,能够减少植物纤维因强剪切作用产生的降解,有利于植物纤维长径比的保持和植物纤维的取向。在周期性拉伸形变主导的作用下,纤维复合体系中纤维的取向程度、长径比变化、纤维在基体中的分散形式,以及高模量纤维对周围聚合物熔体分子链运动的影响方式都与剪切形变主导作用下的塑化输运过程不同。因此本文通过CFD分析软件POLYFLOW对叶片挤出机中熔体流动行为进行分析,得到熔体在叶片挤出机加工过程中所形成的速度场,将所得到的结果代入纤维取向分布函数和取向张量的演化方程,从而求解出植物纤维/聚合物复合体系在叶片挤出机加工过程中纤维的取向行为,另外,还研究了转子转速对纤维取向分布函数和二阶取向张量的影响规律,并通过实验对数值模拟结果进行了验证。研究结果表明,通过纤维取向分布函数和纤维取向张量两种方法所得到的叶片单元中纤维的取向结果较一致;纤维的取向与流场类型相关,而转子转速对流场类型影响较小,故几乎对纤维取向无影响;最后,通过叶片挤出机纤维悬浮流实验对数值模拟结果进行了验证,实验结果和数值模拟结果一致,证明了数值模拟方法的正确性。