熱水器水管支架塑料模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】
壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說(shuō)明書(shū),均可直接下載獲得文件,所見(jiàn)所得,電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985
附件一 英文文獻(xiàn)翻譯譯文: 1. 三維注射成型流動(dòng)模擬的研究 摘要:大多數(shù)注射成型制品都是具有復(fù)雜的幾何輪廓和厚壁或薄壁的制品。這種三維仿真模型將比兩維半模型具有更精確的填充過(guò)程。本文介紹了一種基于三維模型的注射成型流動(dòng)模擬的數(shù)學(xué)模型和數(shù)值實(shí)現(xiàn),把速度和壓力同次插值方法成功地應(yīng)用到三維注塑模擬的計(jì)算中,從離散的動(dòng)量方程中找出壓力和速度的關(guān)系,然后迭代到連續(xù)性方程中得到壓力方程。用三維控制體積法追蹤流動(dòng)前沿,并通過(guò)算例分析來(lái)說(shuō)明三維模型的有效性。關(guān)鍵詞:三維模型 等序插值法 模擬 注塑成型1 引言在注塑成型的過(guò)程中,聚合物熔化的流變反應(yīng)隨著流動(dòng)前沿的方向大多是非牛頓流體和非等溫的。由于這些內(nèi)在的因素,分析它的填充過(guò)程是很困難的,因此通常進(jìn)行簡(jiǎn)易處理。例如在中面流和雙面流技術(shù)中,由于大多數(shù)注塑成型的零件都是薄壁卻有復(fù)雜的形狀的特征,當(dāng)分析流動(dòng)性而厚度方向的速度和壓力變化被忽略時(shí),通常使用HeleShaw流動(dòng)簡(jiǎn)化。因此這兩種技術(shù)都是兩維的填充模型,用這種方法填充一個(gè)模型的型腔就變成了流動(dòng)方向的二維問(wèn)題和厚度方向的一維分析。 但由于采用了簡(jiǎn)化假設(shè),它產(chǎn)生的信息是有限的、不完整的。除了用有限差分法求解溫度在壁厚方向的差異外,基本上沒(méi)有考慮物理量在厚度方向上的變化 。隨著塑料成型技術(shù)的發(fā)展,注塑成型零件將具有越來(lái)越復(fù)雜的形狀,其壁的厚度的多樣性將變得越來(lái)越顯著,因此在厚度方向變化的物理量就不能被忽視。此外,熔體在型腔的表面流動(dòng)模擬看起來(lái)不真實(shí),僅當(dāng)這些流動(dòng)模擬出現(xiàn)在成型型腔時(shí)它的真實(shí)性才更加明顯。三維流動(dòng)模型已經(jīng)是研究方向而且在塑料注塑成型模擬方面將是個(gè)熱點(diǎn)。在三維流動(dòng)模型中,熔體在厚度方向的速度分量不再被忽略,熔體的壓力沿厚度方向變化,并且在分解三維實(shí)體制品方面通常使用有限元分析。通過(guò)有限元計(jì)算,可以獲得完整的數(shù)據(jù)(不僅獲得實(shí)體制品表面的流動(dòng)數(shù)據(jù),還獲得實(shí)體內(nèi)部完整的流動(dòng)數(shù)據(jù)。)。因此,對(duì)于薄壁制品,三維流動(dòng)模擬能夠產(chǎn)生更加詳細(xì)的關(guān)于流動(dòng)特征的信息和應(yīng)力分布;對(duì)于如在氣體輔助成型中遇到的有厚壁區(qū)域的制品,三維流動(dòng)模擬能更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)其充填行為。許多在二維模型中不能預(yù)測(cè)的充模過(guò)程中的流動(dòng)行為,如熔體前沿的流動(dòng)形態(tài)和推進(jìn)方式,即“噴泉”效應(yīng)在三維流動(dòng)模擬技術(shù)中都可以得到很好的體現(xiàn)。本文提出了一種三維有限元模型來(lái)預(yù)測(cè)模擬塑料熔體的充模流動(dòng),把速度和壓力同次插值方法成功地應(yīng)用到三維注塑模擬的計(jì)算中,從離散的動(dòng)量方程中找出壓力和速度的關(guān)系,然后代到連續(xù)性方程得到壓力方程。用三維控制體積法追蹤流動(dòng)前沿,并通過(guò)算例來(lái)說(shuō)明該三維模型的有效性。2 控制方程 充模過(guò)程中熔體壓力不是很高,且合理的模具結(jié)構(gòu)可以避免過(guò)壓現(xiàn)象,因此設(shè)熔體為未壓縮流體。由于熔體粘性較大,相對(duì)于粘度剪切應(yīng)力而言 ,慣性力和質(zhì)量力都很小,可忽略不計(jì)。 經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化和假設(shè),控制方程的直角分量形式分別為: 動(dòng)量方程:連續(xù)性方程:能量方程:式中:x, y, z三維坐標(biāo);u, v, w分別表示x, y, z方向的速度;熔體密度; P壓力;T溫度;熔體粘度粘度模型采用 Cross模型 式中:n非牛頓指數(shù);剪切速率;材料常數(shù);0零剪切粘度由于在充模過(guò)程中,熔體的溫度變化范圍不大,因此0采用 Arrhenius型表達(dá)式: 式中:B,Tb, 材料常數(shù)。3 數(shù)值模擬方法 3.1 壓力 速度關(guān)系 三維有限元模型由于沒(méi)作 Hele-Shaw流動(dòng)簡(jiǎn)化,其數(shù)值處理方法和二維模型有很大不同。在三維模型中,用三維立體單元離散制品空間,采用速度和壓力同次插值和迦遼金法來(lái)離散控制方程 ,用三維控制體積法追蹤流動(dòng)前沿。由于三維模型考慮了厚度方向物理量的變化,其動(dòng)量方程比二維模型復(fù)雜得多,不可能像二維模型那樣直接通過(guò)在厚度方向上的積分得到速度和壓力的關(guān)系,需要首先對(duì)動(dòng)量方程進(jìn)行離散,從中找出壓力和速度的關(guān)系。本文采用壓力、速度雙線形插值,用 Galerkin法對(duì)動(dòng)量方程離散,經(jīng)逐個(gè)單元組裝后得到節(jié)點(diǎn)速度和壓力的關(guān)系如下:其中,虛擬速度定義為:節(jié)點(diǎn)上的壓力系數(shù)定義為: (3)式中分別表示在 x,y,z 方向的總體速度系數(shù)矩陣分別表示節(jié)點(diǎn)在 x,y, z 方向的壓力系數(shù),其值利用式(3)在整個(gè)計(jì)算域內(nèi)積分,由各單元的貢獻(xiàn)值組裝而得到 Ni單元插值函數(shù);i總體節(jié)點(diǎn)號(hào);j每個(gè)節(jié)點(diǎn)所有領(lǐng)接節(jié)點(diǎn)的數(shù)量3.2 壓力方程 把連續(xù)方程式(1d)用 Galerkin法離散后,把速度方程式(2)代入,整理后得到離散的單元壓力方程: 把單元?jiǎng)偠染仃囉贸R?guī)的方法在整個(gè)計(jì)算域內(nèi)組裝就得到整體壓力方程。3.3 邊界條件在模壁上采用無(wú)滑移邊界條件: 在澆口處:u=v=w=給定;3.4 速度修正 求解壓力方程,得到壓力場(chǎng)。但從動(dòng)量方程求解得到的速度場(chǎng)并不滿足連續(xù)性條件,因此,要按下式用所求得的壓力場(chǎng)去修正當(dāng)前得到的速度場(chǎng)。 上述壓力、速度方程采用松弛迭代求解。整個(gè)求解過(guò)程如圖1所示。 3.5 流動(dòng)前沿位置的確定 熔體在模腔內(nèi)的流動(dòng)是非穩(wěn)態(tài)的過(guò)程,熔體前沿位置隨時(shí)間變化。像二維模型一樣,本文沿用 FAN (Flow Analysis Network) J的思路,采用控制體積法來(lái)跟蹤熔體每一時(shí)刻的前沿位置。但三維控制體積是一個(gè)空間體積,比二維控制體積復(fù)雜得多,三維控制體積的劃分必須保證各節(jié)點(diǎn)的控制體積完全充滿制品空間,不能有空洞和縫隙。圖2是三維控制體積的形態(tài)圖,箭頭處為制品表面。 (a)制品內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的控制體積 (b)制品邊界節(jié)點(diǎn)的控制體積 圖2 三維控制體積4 結(jié)果和討論算例的型腔如圖 3(a)所示。注射材料為 Kumbo生產(chǎn)的AKS780,對(duì)應(yīng)于五參數(shù) Cross模型中的( n,B,Tb,)粘度參數(shù)為 (02 638,451510 Pa, 313 198 043107 Pas,112 23610 K,0 Pa )。 注射溫度為 250,模具溫度為 45,制品的三維有限元網(wǎng)格如圖3(b)所示。(a) 制品尺寸 (b) 立體網(wǎng)格劃分圖3 示例制品“噴泉”效應(yīng)也是充模流動(dòng)時(shí)的一個(gè)典型現(xiàn)象。當(dāng)熔體以較快的速度注入一個(gè)相對(duì)較冷的模具中,熔體和型腔壁接觸后,由于傳導(dǎo)冷卻效應(yīng),實(shí)際上在型腔壁處就形成固體層 ,靠近型腔壁處的熔體剪切應(yīng)力增加,而中部剪切應(yīng)力為零,于是靠近型腔壁處熔體流動(dòng)方向開(kāi)始向模壁偏轉(zhuǎn)。又由于中部熔體流動(dòng)速度比沿壁厚度方向上的平均速度快,不斷沖破熔體前沿由于降溫而形成的前沿膜并形成新的前沿膜。因此,此時(shí)流體前端呈噴泉狀,后面則以片狀流動(dòng)在固體層下面通過(guò)。圖4(a)是示例制品在幾個(gè)充填時(shí)刻流動(dòng)前沿的形狀,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和這種理論相符合。相反,如圖4(b)所示兩維半模型的流動(dòng)前沿形狀不會(huì)出現(xiàn)這種“噴泉”效應(yīng)。 (a) 三維流動(dòng)前沿的形狀 (b) 兩維半流動(dòng)前沿的形狀 圖4 三維模型流動(dòng)前沿形狀(a)和兩維半模型流動(dòng)前沿形狀(b)的比較圖5所示的幾個(gè)充填時(shí)刻流動(dòng)前沿形狀的比較。它所示的當(dāng)前模型的流動(dòng)前沿形狀的效果比充填模型的好。如圖6所示的是和充填模型的流動(dòng)前沿形狀相比較的片門(mén)壓力圖,它所示的當(dāng)前模型的片門(mén)壓力和充填模型的相一致。產(chǎn)生這種偏差的主要原因是在處理模型和材料參數(shù)的差異。圖 6 當(dāng)前三維模型的片門(mén)壓力值(虛線)和充填模型的片門(mén)壓力值(實(shí)線)的比較 圖 5 當(dāng)前三維模型流動(dòng)前沿形狀(a)和充填模型流動(dòng)前沿形狀(b)的比較5 結(jié)論 三維有限元模型代表一個(gè)理論模型和數(shù)值模擬填充過(guò)程的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)三維實(shí)體制品實(shí)例來(lái)測(cè)試他的有效性。在未來(lái)塑料注塑成型模擬方面三維模型的注射成型流動(dòng)模擬是一個(gè)發(fā)展的方向,盡管在目前廣泛使用三維模型的注射成型流動(dòng)模擬需要很長(zhǎng)的時(shí)間,但是隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展以及仿真技術(shù)的改進(jìn),這種三維模型的技術(shù)將會(huì)得到廣泛地應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1 Li DequnNew progress of flow simulation for plastic injection moldingChina International Forum on Die & Mould Technology,2002,(5):4748 2 Hiebert C, Shen SA Finite-elementfinite-difference simulation of injection molding filling processJ Non-Newtonian Fluid Mech7.1(1 980) 3 Prakash CPatankar S V A control volumebased finiteelement method for solving the navier-stokes equations using equal-order velocity-pressure interpolation. Numerical Heat Transfer,1985,(8):259280 4 James G RICE,Rim J SCHNIPEAn equal-order velocitypressure formulation that does not exhibit spurious pressure modesComputer Methods in Applied Mechanics and Engineering,1986(58):135149 5 Hieber C ACh. 1 in injection and compression molding fundamentals,A1.1sayev,ed,Marcel Dekker,New York,l987 6 Tadmor Z,Broyer E,Gutfinger CFlow an analysis method for solving flow Problems in polymer processing Polymer Engineering and Science,1974(14):660665
收藏
編號(hào):4302495
類(lèi)型:共享資源
大小:1.55MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2020-01-05
50
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
含CAD圖紙+文檔
熱水器
水管
支架
塑料
模具設(shè)計(jì)
cad
圖紙
文檔
- 資源描述:
-
壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說(shuō)明書(shū),均可直接下載獲得文件,所見(jiàn)所得,電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985
展開(kāi)閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書(shū)面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。