注塑模具热流道Moldflow的计算机辅助分析

发布日期:[08-12-08 19:42:56] 浏览人次:[]

具有良好的使用性能,而且还具有加工性好、热处理变形小的新型模具钢种,如预硬钢、新型淬火回火钢、马氏体时效钢、析出硬化钢和耐腐蚀钢等,经过应用,均取得了较好的技术和经济效果。

2. 模具加工技术的革新为了提高加工精度、缩短模具制造周期,塑料模成型零件加工不但广泛应用了仿形加工、电加工、数控加工及三坐标测量等先进技术,而且目前己应用了快速成型、高速铣削及激光焊接与测量技术,使得加工速度大大提高。

(五) CAD/CAM/CAE技术的应用

塑料制件应用的日益广泛和大型塑料制件的不断开发,对塑料成型模具设计和制造提出的要求越来越高。传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品不断开发和及时更新换代与提高质量的要求,为了适应这些变化,先进国家的CAD/CAM/CAE技术在20世纪80年代中期己进入实用阶段,市场上已有商品化的系统软件出售。国内一些高校和研究所也对模具CAD/CAM/CAE技术进行了许多研究和实践,并取得了很大成果。但我国在该技术的应用和推广方面与外国相比还存在一些差距,有待于进一步改进和完善。

1. 3 课题的产生背景和现实意义

中国模具工业发展迅速,市场广阔, 1990年至2001年间,中国模具制造业的产值年平均增长14%左右。目前全世界的模具年产值,约有600^650亿美元,我国2001年模具产值约为300多亿元人民币,折合30多亿美元,但大部分是企业自产自用,作为商品销售的约占三分之一。我国生产的模具有些己接近或达到国际水平,但总的来看,还远不适应国民经济发展的需要,大型、复杂、精密、长寿命等高档模具有很大一部分依靠进口。近五年平均每年进口模具8.14亿美元,2000年就进口9.7亿美元的模具,这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。从上面的数据可以看出我国的模具业与模具发达国家存在着很大差距,这不但表现在模具材料、加工技术、加工设备的区别上,还表现在对CAD/CAM/CAE技术的应用上,目前模具发达国家己经将CAD/CAM/CAE技术贯穿于模具制造的整个环节,而我国的模具企业对CAD/CAM/CAE技术的应用仅限于大型模具企业中,而且也集中在CAD/CAM技术上,而对于CAE技术的应用目前还处于起步阶段。注射模CAE技术是一门以CAD/CAM技术水平的提高为发展动力,以高性能计算机及图形显示设备的推出为发展条件,以计算力学中的边界元、有限元、结构优化设计及模态分析等方法为理论基础的新技术。它的发展实际上包含了计算机技术、塑料熔体流动理论、有限元方法的完善。注塑熔体流体理论的研究始于20世纪60年代,美国、英国、加拿大等国的学者如J.R.Pearson(英)、J.F.Stevenson(美)M.R.Kamal(加)、K.K. Wang〔美)等开展了一系列有关塑料熔体在模具型腔内流动与冷却的基础研究。随后,许多研究者对一维流动进行了大量研究,主要是计算塑料熔体在等直径圆管,中心浇口的圆盘以及端部浇口的矩形型腔中的流动过程。20世纪70年代完成了二维分析程序,20世纪80年代开展三维流动与冷却分析并把研究扩展到保压分子取向以及翘曲预测等领域,进入20世纪90年代后开展了成型过程流动、保压、冷却、应力分析及翘曲的全过程模拟,将各独立模块有机地结合起来,考虑它们之间的相互影响,以提高模拟软件的分析精度和扩大适用范围[31。这些卓有成效的研究成果,为开发使用型的注塑模分析软件奠定了基础。

有限元方法是目前常用的注塑成型过程进行理论分析、建立与实际比较吻合的理想数学模型的方法。其基本原理是将变形体(连续体)进行离散化,即将一个原来是连续的物体剖分(离散)成有限个单元。例如三角形单元、四边形单元(二维问题)、六面体和四面体单元(三维问题)等。各个单元之间相互铰接在有限个节点上,当物体承受外力产生变形时,各单元之间的作用力通过节点传递,承受等效的节

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