注塑成形有限元分析《材料成形計算機(jī)過程分析與仿真》

1、貴州大學(xué)實驗報告課程名稱：注塑成形有限元分析學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)：材料成型及控制工程 班級：成型121姓名 楊萬賢學(xué)號1208030069實驗時間2015、12 指導(dǎo)教師梅益成績實驗項目名稱材料成形計算機(jī)過程分析與仿真實驗?zāi)康臑榱藱z查同學(xué)本學(xué)期對注塑成形有限元分析軟件學(xué)習(xí)掌握情況，為了學(xué)生更好地了解及在實際設(shè)計產(chǎn)品中使用實驗要求1、 針對產(chǎn)品模型，根據(jù)相關(guān)專業(yè)知識，設(shè)定成形工藝參數(shù)，并對其進(jìn)行初步的成形分析，根據(jù)結(jié)果找出參數(shù)中主要的問題。2 要求綜合因素影響下的總變形量小于0.4，若未達(dá)要求，則對保壓設(shè)置曲線進(jìn)行修改（根據(jù)經(jīng)驗與資料），再進(jìn)行分析，直至達(dá)到要求。實驗儀器計算機(jī)，安裝mold

2、flow 2012及以上版本實驗步驟與內(nèi)容材料成形計算機(jī)過程分析與仿真一、針對產(chǎn)品模型，根據(jù)相關(guān)專業(yè)知識，設(shè)定成形工藝參數(shù)，并對其進(jìn)行初步的成形分析，根據(jù)結(jié)果找出參數(shù)中主要的問題。步驟:1.項目創(chuàng)建與模型導(dǎo)入,對網(wǎng)格劃分、采用默認(rèn)邊長設(shè)置如下如2、對網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計,縱橫比范圍是6-41.34進(jìn)行網(wǎng)格修復(fù)向?qū)В沟每v橫比范圍縮小網(wǎng)格質(zhì)量診斷與修復(fù)，再通過配向、重疊、交叉、自由邊、縱橫比等修復(fù)，要求最大縱橫比小于20。3、分析類型設(shè)置為COOL冷卻分析+FLOW流動分析+WARP翹曲分析4、材料設(shè)置為GE Plastics公司的PC材料，型號為Lexan 943，5、設(shè)置澆注系統(tǒng)、其中，弧形澆口co

3、ld gate尺寸，錐形，始端1，末端3；橫向澆道長10，圓柱型，直徑5；豎澆道圓錐型，始端4，終端5，長45。首先對零件分析類型選取澆口位置，對分析結(jié)果選取最佳澆口位置。繪制澆注系統(tǒng)，建立澆口層及澆注系統(tǒng)，創(chuàng)建節(jié)點、繪制澆口曲線通過節(jié)點創(chuàng)建好，繪制澆注系統(tǒng)直線對澆口曲線將屬性改為冷澆口并對尺寸進(jìn)行設(shè)置、對主線屬性改為冷主流道及根據(jù)給定尺寸設(shè)置、指定分流道屬性為冷流道澆口、主流道、分流道網(wǎng)格劃分。6、冷卻系統(tǒng)自行構(gòu)建，新建立冷卻系統(tǒng)層、繪制各個節(jié)點，通過偏置、復(fù)制、鏡像等方法完成對完成的節(jié)點連線及對線條屬性設(shè)置為管道對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分l7、工藝過程參數(shù)如下圖示。8、結(jié)果分析：Flow分析結(jié)

4、果：1 Fill Time：記錄充?？倳r間，是否有欠注，觀察動畫模擬結(jié)果。在充填結(jié)果中，零件有半透明區(qū)域就存在短射；在等值線間距非常小的區(qū)域，則可能發(fā)生了遲滯；在某個流動路徑早于其他流動路徑早于其他流動路徑完成，則可能指示過保壓。充填時間在模型顯示區(qū)域顯示熔體前沿的流動情況，默認(rèn)顯示陰影圖，通過圖形屬性指定顯示等值線圖可以看出流動速度是否均勻，整體等值線還算差距不大，流動性還可以，在填充最后流動性就會差些。2Pressure at V/P switchover：觀察轉(zhuǎn)換點壓力分布圖。壓力在模具中流動路徑的分布情況如上圖，速度/壓力切換時的壓力圖是觀察制件的壓力分布是否平衡的有效工具.。3 Pr

5、essure at injection location：澆口位置壓力變化曲線圖，與工藝參數(shù)中的保壓設(shè)置參數(shù)進(jìn)行比較。顯示填充階段和保壓階段過程中各個時間下注射位置處的壓力看出注射時所需要的最大壓力，并觀察壓力的變化情況，這圖上注射位置處壓力XY圖沒有出現(xiàn)明顯尖峰，則是填充平衡，不需要修改澆注系統(tǒng)。4 Weld line（熔接線）觀測：要求與分子表面定向圖疊加觀測。溶接線結(jié)果顯示了兩個流動流動前沿相遇時合流的位置，熔接線的顯示位置可以標(biāo)識結(jié)構(gòu)弱點或表面瑕疵，要求強(qiáng)度和光滑外觀的區(qū)域尤其應(yīng)該避免出現(xiàn)熔接線?？梢愿臐部谖恢?，更改零件厚度或工藝參數(shù)，使流動前沿在其他位置相遇，達(dá)到移動熔接線的位置。W

6、arp分析結(jié)果：1 綜合因素影響下的總變形、X、Y、Z方向的分量變形量的確定。綜合因素變形顯示產(chǎn)品總體翹曲變形量，包含了各個因素所引起的翹曲變形?？梢哉{(diào)節(jié)溫度（模溫、料溫），保壓時間，冷卻水道，澆注系統(tǒng)等來減小翹曲變形。2 冷卻因素引起的總變形，X、Y、Z方向的分量變形量的確定。產(chǎn)品兩側(cè)冷卻時間不一致，引起兩側(cè)收縮差異3 材料收縮引起的總變形，X、Y、Z方向的分量變形量的確定。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、壁厚不均勻，引起收縮不均勻。收縮不均顯示導(dǎo)致的翹曲變形量，可以由保壓過程調(diào)整保壓曲線。4 分子定向引起的總變形，X、Y、Z方向的分量變形量的確定。材料的流動方向和垂直流動方向收縮不均勻，取向因素顯示翹曲變形量5

7、 根據(jù)數(shù)據(jù)，判斷何種因素為翹曲變形的主要因素。根據(jù)上面對綜合因素影響下的總變形、冷卻因素引起的總變形材料收縮引起的總變形、分子定向引起的總變形的分析數(shù)據(jù)，得出綜合因素影響下的總變形為翹曲變形的主要因素二、要求綜合因素影響下的總變形量小于0.4，若未達(dá)要求，則對保壓設(shè)置曲線進(jìn)行修改（根據(jù)經(jīng)驗與資料），再進(jìn)行分析，直至達(dá)到要求調(diào)整保壓曲線之前綜合因數(shù)經(jīng)過調(diào)整之后的三、 嘗試進(jìn)行DOE試驗分析，以翹曲最小化為目標(biāo)，其它因素自定義（但不小于3個，如模溫、料溫、保壓壓力等），給出相應(yīng)的響應(yīng)曲面，并對結(jié)果進(jìn)行解釋。上圖顯示變形，所有因素，其中X為熔體 主要因素，所以溫度和時間都和所有因素在2.8S左右為佳

8、。 上圖為變形，收縮不均，它是影響變形的主要因素，所以溫度和時間都和所有因素的一樣為最佳。因為變形，取向不均影響不大上圖為回路冷卻液溫度的響應(yīng)曲面圖，冷卻液溫度和注射時間無關(guān)，隨熔體溫度的減小而減小。 上圖為最高零件溫度的響應(yīng)曲面圖，零件溫度和注射時間無關(guān)，隨熔體溫度的減小而減小。實驗總結(jié) 通過對Moldflow課程得學(xué)習(xí)，讓我對Moldflow 軟件分析的基本流程有了一定了解；，使我逐步掌握了網(wǎng)格工具和網(wǎng)格診斷工具在處理缺陷網(wǎng)格時的基本方法；此外，通過流動、冷卻、翹曲等的分析結(jié)果，讓我進(jìn)一步加深了對澆注系統(tǒng)分析的重要性的認(rèn)知：只有充分分析制件的填充行為是否合理，填充是否平衡、完全等，才能獲得最佳澆注系統(tǒng)得設(shè)計，得到最優(yōu)澆口位置、澆口數(shù)目和布局；再者，通過流動分析不斷改進(jìn)才能獲得最佳保壓階段的設(shè)置，從而盡可能地降低由保壓引起的制品收縮、翹曲等質(zhì)量問題；進(jìn)而通過冷卻分析結(jié)果判斷制件冷卻效果的優(yōu)劣，根據(jù)冷卻效果得到冷卻時間的長短，確定成型周期所用時間；只有在獲得均勻冷卻的基礎(chǔ)上優(yōu)化冷卻管道布局，盡量縮短冷卻時間縮短單個制品的成型周期，才能提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。另外