短纤维增强热塑性塑料广泛应用于制造业，由于其物理性能比填充的基体有显著的提高。填充体系的流变行为一般相当复杂，因为纤维取向和流动之间是强耦合作用，并且纤维的取向分布决定了其改善的程度。理解纤维如何伴随着流动演化能极大帮助预测复合材料的微观结构和最终性能。本文利用双极坐标系对基于拉伸力场的挤出设备——叶片挤出机的叶片塑化输运单元进行建模与分析，根据其物理模型建立合理的数学模型，并且结合合理的假设，通过数学方法求解植物纤维悬浮流在叶片挤出机输送阶段的叶片塑化输运单元中速度场。并讨论植物纤维的含量和长径比以及叶片单元的偏心距对速度场的影响，为植物纤维悬浮流提供相应的宏观流场信息。推导出植物纤维悬浮流在剪切-单轴拉伸流场下的取向概率分布函数，并且充分利用数学软件Matlab进行编程，使得相应的解析解可视化，并推导其取向张量方程。分别求解植物纤维的含量、长径比、叶片单元的偏心距对植物纤维悬浮流中植物纤维的取向概率分布函数的影响。通过剑麻/聚丙烯复合材料在基于拉伸力场的挤出设备——叶片挤出机中加工，分别做冷却拆机和挤出制备实验，验证植物纤维悬浮流的理论分析和数值求解的结果。本文通过解析、数值、实验三种手段求解基于拉伸力场的植物纤维复合材料的取向分布和流变特性。三种方法互相联系、互相影响、互相印证。实现纤维悬浮流的解析、数值、实验的有机结合。