双螺杆捏合机是一种广泛用于橡胶、工程塑料、医药、化工等领域的挤出设备。双螺杆转子元件是双螺杆捏合机的核心结构,螺杆转子的型线设计直接影响双螺杆捏合机的输送、剪切、混炼等性能。研究双螺杆转子构型以及生产物料特性对螺杆转子的影响是提高双螺杆捏合机工作性能的重要途径,对研制新型双螺杆捏合机具有重要的意义。本文以双螺杆捏合机核心元件双螺杆转子作为研究对象,应用泛函思想对螺杆转子型线设计进行研究；分析双螺杆转子静力学特性；以有限元理论为基础,对捏合机流场和双螺杆转子结构进行多场耦合数值模拟,研究聚合物流体动力学特性和螺杆转子所受外部扭矩、流体压力及机筒外部加热温控系统等工艺条件参数对螺杆转子的影响,为新型双螺杆捏合机的成功研制提供理论基础及依据。具体研究工作主要包括以下方面：1)深入分析双螺杆捏合机发展研究状况,总结了双螺杆捏合机的分类状况,对螺杆转子型线设计研究现状进行分析,简单介绍双螺杆捏合机的必要组成结构；2)以共轭包络原理设计双螺杆捏合机的螺杆转子型线为基础,提出一种应用广义泛函思想对螺杆转子型线设计进行研究的新方法,拓宽了设计螺杆转子型线的思路,为设计螺杆转子最佳型线提供依据,并对螺杆转子重要几何特性进行研究；3)建立双螺杆捏合机内部流场有限元模型、双螺杆转子结构模型和多场耦合模型,应用数值模拟方法对双螺杆捏合机流体动力学进行研究,并研究双螺杆转子中心距、转速对流体动力学的影响,分析流场压力、外部力矩和机筒温度对双螺杆转子结构的影响,对选取螺杆转子合理的工作间隙有重要意义,为双螺杆转子的优化设计提供依据；4)双螺杆捏合机在稳定工作时,双螺杆转子元件受到的外力和力矩处于平衡状态,作用力和力矩对双螺杆捏合机比功率消耗有重要影响,螺杆转子承受的较大轴向力直接影响双螺杆捏合机内部止推轴承的设计,通过微元法对转子静力学特性进行分析,研究双螺杆转子受到的力和力矩在工作状态下的变化,为捏合机轴承的选取提供依据,对降低双螺杆捏合机比功率消耗有重要意义；5)通过设计实验装置建立新型双螺杆捏合机系统,选取低密度聚乙烯树脂为实验原料,结合正交实验设计方法合理安排实验方案,验证这种新型双螺杆转子型线设计可行性,检测挤出物料的流变特性,研究螺杆转速和机筒温度工艺条件对挤出制品的影响,为提高双螺杆捏合机性能奠定基础。