注塑件残余应力影响因素的模拟实验研究

在分析注塑过程中残余应力产生机理和原因的基础上，应用软件模拟实验方法，研究了不同成型工艺条件对聚苯乙烯平板注塑件残余应力的影响，分别给出了沿厚度方向的残余应力和固化压力分布。研究发现：残余应力在厚向上呈拉-压-拉（表层-次表层-中间层）分布，并随熔体温度和保压压力升高而增大，固化压力是决定注塑件厚向残余应力分布的一个主要因素。     

注塑件残余热应力的数值计算

注塑件残余应力主要有流动残余应力和残余热应力 ,文中主要考虑注塑件的残余热应力 .利用文中建立的二维积分型热黏弹本构方程的递推公式 ,推导了单元的有限元求解公式 .数值算例考察了冷却效率、熔体注射温度对注塑件残余应力的影响 ,得到的结论与文献中结论一致 .     

注塑件残余应力数值模拟分析及工艺优化

基于Moldflow软件模拟研究了注塑件厚度方向上残余应力分布规律,采用正交实验设计考察了熔体温度、模具温度、注射时间和保压压力等工艺参数对注塑件平面上残余应力均值和极差的影响。结果表明,注塑件厚度方向残余应力表现出拉-压-拉的三区域分布,平面上残余应力均值和极差受保压压力影响最大,其次为注射时间和熔体温度,模具温度影响最小。最佳注射工艺组合的数值计算和试验结果比较发现,残余应力变化趋势相似,对于生产实际有重要的指导意义。     

注塑件脱模后翘曲变形数值分析

分析了注塑过程中残余应力产生的原因,并通过数值模拟分析了热残余应力对注塑件翘曲变形的影响,研究了塑件上下表面温差、制品结构、厚度以及脱模后塑件冷却速度等因素对翘曲变形的影响,指出了脱模后塑件上下表面的温差和塑件厚度是产生翘曲变形的主要因素。     

变曲率ICM聚碳酸酯制品残余应力分布

结合注射压缩成型（injection compression molding,ICM）工艺特点,运用平面偏振和数值仿真方法,对变曲率聚碳酸酯ICM制品残余应力的分布进行分析,研究不同压缩工艺下残余应力分布特点以及随曲率变化的规律。结果发现：除了浇口和末端小部分区域外,光弹应力条纹环绕制品形状分布;顺序式ICM残余应力条纹有较规整的对称分布结构,同步式ICM充填末端区域残余应力在厚度方向与传统注塑成型区别较为明显,呈现“压-拉”两层应力分布状态;同一平面内,变曲率ICM制品厚度方向残余应力随曲率的减小而递减。除平板制品外,其余四类不同曲率制品的平均残余应力与对应曲率均呈反比例变化关系。研究对优化变曲率透明聚合物制品的设计有一定指导意义。     

变曲率ICM聚碳酸酯制品残余应力分布

结合注射压缩成型(injection compression molding,ICM)工艺特点,运用平面偏振和数值仿真方法,对变曲率聚碳酸酯ICM制品残余应力的分布进行分析,研究不同压缩工艺下残余应力分布特点以及随曲率变化的规律。结果发现:除了浇口和末端小部分区域外,光弹应力条纹环绕制品形状分布;顺序式ICM残余应力条纹有较规整的对称分布结构,同步式ICM充填末端区域残余应力在厚度方向与传统注塑成型区别较为明显,呈现"压-拉"两层应力分布状态;同一平面内,变曲率ICM制品厚度方向残余应力随曲率的减小而递减。除平板制品外,其余四类不同曲率制品的平均残余应力与对应曲率均呈反比例变化关系。研究对优化变曲率透明聚合物制品的设计有一定指导意义。     

退火对注射成型PC制品力学性能的影响

注射成型的塑料光学制品应用日益广泛,但注射成型加工的聚碳酸酯制品通常有较大的残余应力,会对制品的光学性能、力学性能有负面的影响,而退火可减少/消除制品的残余应力。本文考察了退火对不同工艺条件下注射制品残余应力和力学性能的影响。研究的工艺条件包括三水平的变化的模具温度、熔体温度、保压压力、冷却时间等;残余应力的变化通过光弹实验的应力干涉条纹表示,力学性能的变化以拉伸强度、延伸率的变化表示。实验发现,退火前后,不同工艺条件下注塑PC制品拉伸强度平均提高4.5%,最大达9.0%;同时,断裂延伸率平均降低3%,最多减少14%。     

摩托车尾罩翘曲分析和工艺优化

采用有限元方法研究了温度场、压力场对注塑件残余应力及翘曲变形的影响,重点讨论注塑件成型过程中温度场、压力场的计算,以及在热塑性小变形理论下的注塑件翘曲变形计算。对影响摩托车尾罩注塑件翘曲变形的因素进行分析,提出了翘曲产生的原因及相应的改进措施。     

薄壁塑件注射压缩成型热残余应力仿真研究

使用Moldflow MPI/Injection-compression模块对薄壁塑件顺序注射压缩成型工艺进行了仿真,采用单因素试验研究了熔体温度、模具温度、延迟时间、压缩距离、压缩速度、压缩压力和保压压力对脱模后热残余应力的影响。仿真结果表明,顺序注射压缩成型薄壁制件热残余应力分布规律与常规注射成型相似,但是前者热残余应力较小且沿流动方向更为均匀;热残余应力随熔体温度、模具温度、压缩距离、压缩速度的增加而减小,随延迟时间和保压压力的增加而增大;压缩压力大于熔体流动阻力后,继续增大压缩力对热残余应力无影响。     

海信空调风门叶片的翘曲变形研究

采用有限元方法研究了温度场、压力场对注塑件残余应力及翘曲变形的影响，重点讨论注塑件的温度场、压力场的计算，以及热塑性小变形理论下的注塑件翘曲变形计算。对影响薄壳塑件翘曲变形的因素（如模具温度、熔体温度、注射速率、保压压力等）进行分析，提出翘曲产生的原因及相应的改进措施。     

基于Kriging代理模型的注塑件残余应力优化分析

以注塑成型制品中脱模后的最大Mises-Hencky残余应力为目标函数,运用基于Kriging代理模型及EI加点准则的序列优化方法,对聚碳酸酯材料制品进行了工艺参数(包括熔体温度、模具温度、注射速率、保压压力及保压时间)优化。算例结果表明,所提出方法可以有效地降低注塑件内的最大Mises-Hencky残余应力。在此基础上对充填阶段进行深入分析,用贝塞尔曲线控制方式代替常规的常速率充填控制方式,进一步降低了制件内的残余应力。     

焊缝层数对不锈钢复合板残余应力和变形的影响

利用有限元法开发顺次耦合的弹塑性焊接残余应力有限元分析程序,对304不锈钢复合板补焊残余应力进行分析;在试验验证的基础上,讨论焊缝层数对残余应力的影响。计算结果表明,最大焊接残余应力出现在热影响区。由于覆材和基材强度的不匹配,在基材和覆材的界面产生了不连续的应力分布,对开裂影响很大。随着焊缝层数增加,变形增加,导致部分残余应力释放,使得残余应力降低。     

热塑性复合材料制件热残余应力产生原因及测试方法分析

纤维增强热塑性复合材料以其优异的综合性能被广泛用于大型民用飞机结构,但在复合材料成型过程中基体材料需要经历较高的工艺温度和降温速率;增强纤维和聚合物基体之间因热膨胀系数不匹配、铺层间各向异性和温度的梯度分布等因素将导致在基体中形成热残余应力,这将对所得热塑性复合材料构件的力学性能产生影响,需要在复合材料结构的设计和分析中加以考虑。为有效控制和降低复合材料制件中热残余应力,需要对其产生来源及发展机理进行分析。对热塑性复合材料中热残余应力的形成原因从三个不同层次进行讨论,并分析热塑性复合材料在成型过程中残余应力水平的控制方法,最后对热残余应力的测试方法进行研究,评价了各测试方法的优缺点。     

注射成型聚苯乙烯制品双折射的光弹测试与分析

分析了无定形聚合物注射成型双折射行为及其产生机理,利用光弹法测试了不同工艺条件下聚苯乙烯(PS)平面内双折射分布,考察了熔体温度和保压压力变化对制品双折射和流动残余应力的影响。结果表明,PS制品残余双折射值在流动方向上从浇口附近至流动末端逐渐降低,并且最大双折射值随保压压力增加和熔体温度降低而升高;保压压力对浇口附近双折射分布影响明显。根据双折射的光弹测试结果分析了P制品分子取向和流动残余应力的分布趋势。     

塑件内残余应力的诊断方法

残存在注塑部件、挤出部件和热成型部件内的应力,往往是导致部件产生缺陷的原因。透明塑料制件里的残余应力可以通过简单的、非破坏性的光学检测仪和测量技术诊断出,并避免出现。在塑料制件的加工过程中,当熔融聚合物冷却和定型的时候,即伴随产生残余应力。有些情况下,为了达到特定的效果,比如在加工取向PET薄膜和取向PET瓶子时,刻意给塑料部件附加上应力。但多数情况下,残余应力往往是造成塑料部件缺陷而看不见和摸不着的问题,影响了加工厂的产品信誉度。残余应力会降低产品的质量,由于边角料和废品率增加,导致货物遭拒收,从而损害公司…     

注射过程中残余应力演变的模拟与分析

采用线性黏弹性模型，模拟计算了平板形状制品残余应力在壁厚方向和流动方向上的分布及其在成型中的变化过程。根据模拟结果，深入讨论了注射成型过程中残余应力的形成机理和演变情况。结果表明：脱模时制品表层有着较大的拉应力，表层以下存在着一个应力低谷，在制品中心区域存在着抛物线形的拉应力分布；残余应力沿壁厚分布的形状在流动方向上基本相同，但是流动末端的应力值稍大于流动入口处。     

注塑工艺参数对制品残余应力和收缩的影响

注塑成型工艺参数对制品的最终残余应力和收缩有着直接的影响。基于线性黏弹性模型模拟计算了注塑成型过程中由温度和压力引起的残余应力和收缩。以无定型材料PS和ABS为例，系统地研究了不同成型工艺条件下平板制件的最终残余应力和收缩，并和实验结果进行对比验证。结果表明：在流动方向上无定型材料的收缩基本保持不变，残余应力沿壁厚分布的形状也基本相同，但流动末端处的应力值稍大于流动入口处；保压压力是影响制品收缩的关键因素，提高保压压力和注射温度可以降低制品的最终收缩，而模具温度对收缩的影响较小。     

汽车前保险杠支架断裂缺陷分析及残余应力优化

建立某大型汽车注塑件模型并进行断裂缺陷分析,确定易断裂位置,综合利用正交实验法、计算机辅助设计（CAE）分析和数据处理技术,以易断裂处的残余应力为优化目标,对汽车大型注塑件成型工艺进行优化研究,得到各成型工艺因素对制品易断裂处残余应力影响程度及最佳工艺因素组合。     

光学级聚碳酸酯冲击断面典型形貌及形成机理

研究了退火处理后光学级聚碳酸酯(PC)的冲击断面形貌,重点分析了周期条纹和带状形貌的形成机理。经退火处理的PC冲击断面形貌主要由断裂源区、雾区和末端带状区组成。基于断面形貌分析,认为雾区内周期条纹的形成是应力波改变了银纹及其附近基体的应力场,从而导致裂纹路径发生改变的结果。周期条纹中银纹带和无特征区宽度的变化则是裂纹扩展时所在银纹层厚度减小的结果。末端带状区内带状形貌的形成机理是一个裂纹扩展的间歇过程,即"黏-滑"过程。     

CAE技术在薄壳注塑件翘曲变形分析中的应用

用有限元方法研究了温度场、压力场对注塑件残余应力及翘曲变形的影响。以空调器风门叶片为例,给出翘曲变形的CAE分析步骤,提出收缩不均、冷却不均及分子取向不一致是翘曲变形产生的原因,并给出相应的改进措施,改进措施应用于工厂后取得较好的效果。