注塑成型制品结晶取向数值模拟

注塑成型时非等温、非稳态的流动过程,使聚合物各部分经历不同的热历史和力历史,产生多样的晶体和取向结构。通过黏性流体力学基本方程,计算注塑流体的温度场和速度场,根据Avrami方程和晶体成核速率与第一法向应力差的关系模型模拟剪切流场对聚合物结晶动力学的加速作用,结合熔体结晶度的发展模拟制品不同位置沿厚度方向的取向。指出剪切速率较大的近模壁处呈现高度取向层,在中心层剪切速率低、取向因子小,呈现自由取向。     

注塑冷却的数值模拟

以注塑制品的温度变化为对象,考虑了注塑制品出模后的冷却过程。系统地对注塑模具的冷却过程以及制品在注塑模具内和出模后的冷却过程进行集成分析。建立了冷却过程的数学模型,并采用边界元法和有限差分法求解成型过程中模具的温度分布和制品在模具内和出模后的温度分布。     

基于数值模拟的IC卡卡套飞边研究

针对IC卡卡套注塑件的飞边,用数值模拟方法从锁模力、压差及型腔板变形等方面分析了产生飞边的原因,并预测了飞边可能产生的区域;通过与实际成型塑件比较,验证了该方法的可行性。     

注塑制品微结构的三维数值模拟分析

构建带有圆柱阵列微结构的微注射制品3D模型,采用聚丙烯为原料,应用针对不可压缩性流体的三维有限元方法,根据优化的有限元网格实现体积控制来预测熔体的前沿流动。结果发现基于3D数值模拟方法很好的模拟出微注射制品不同填充阶段的流动状态、温度场和速度分布。厚度方向微结构的充填过程滞后于流动前沿径向的推进,因此不利于微结构区域气体的排出;微圆柱结构充填时具有喷泉状流动前沿。     

蒸汽加热变模温注射成型数值模拟与结果分析

采用Moldflow软件对变模温注射成型过程进行数值模拟。利用蒸汽加热和冷却水冷却的变模温注塑工艺,研究不同蒸汽加热时间下注塑位置处压力以及制件冷凝层的变化规律,同时分析了制件表面和模具型腔表面的热响应规律。结果表明,相比于传统注射成型工艺过程,变模温注射成型通过提高注塑充填过程中模具温度,使得制件冷凝层出现在充填阶段之后;随着模具加热时间从10、15、25 s增加到40 s,注塑位置处最大注射压力从87.0608、84.6064、79.6863 MPa减小到74.4342 MPa,大大提高了熔体注塑充填过程中的充填能力;通过不同的蒸汽加热时间,制件表面和模具型腔表面可以获得不同的温度值,同时通过模拟获得了传热系数对制件表面温度的影响。     

基于MPI的注塑活塞收缩率预测分析

注塑行业的制品收缩率控制是控制产品质量的主要因素.通过分析注塑成品的收缩机理,掌握注塑成型制品的收缩规律,然后结合塑料供应商所提供的注塑材料平均收缩率,给出注塑成型制品各点的收缩率的预测值.     

注塑充填过程变厚度截面速度压力场数值模拟

采用有限元法,对注塑充填过程中“凸”型和“刀”型塑件截面的速度场和压力场进行数值模拟。通过结果分析得出：广义Hele-Shaw流动假设在熔体前沿部分不合理,在塑件截面突变处Hele-Shaw假设也失效,尤其在突变的较宽截面处误差更大。     

带筋注塑制品截面充填过程数值模拟

采用有限元法,模拟计算了带加强筋的注塑制品截面充填过程的流场。通过设计两个算例,模拟得到带加强筋的注塑制品截面充填过程中其厚度方向上的速度场、压力场、熔体前沿以及速度和压力的变化历史。由速度场的变化历史特别是剪切历史可以得到流动诱导的纤维取向分布。     

变模温控制技术改善注塑制品熔接痕的研究

阐述了变模温技术理论,借助CAE数值模拟仿真平台对翻盖手机外壳注塑成型过程进行动态模拟,对传统注射工艺和变模温注射工艺产生的熔接痕进行了详细的比较和分析。结果表明:相比传统的恒定模温控制,变模温控制技术对塑件熔接痕的改善效果更加明显,提高了熔接强度,优化了熔接痕,在不影响生产效率的基础上,达到了提升制品品质的目的。     

水辅助注塑聚丙烯制品的晶体结构研究

通过偏光显微镜(PLM)观察了水辅助注塑(WAIM)聚丙烯(PP)制品靠近注水喷嘴和远离注水喷嘴两个位置的晶体结构,发现WAIM制品沿壁厚方向都可以分为表层、中芯层和水道层,并且发现两个位置水道层和中芯层的晶体结构比较相似,表层晶体结构出现了较大的差异;靠近注水喷嘴位置表层晶体结构出现明显的取向现象,而在远离注水喷嘴位置没有出现。在晶体结构分析的基础上,初步探讨了水辅助注塑制品晶体结构的形成机理。结果表明:水的穿透对于熔体内部剪切的增加和取向结晶的形成有明显的促进作用。     

基于ANSYS的注塑模三维温度场数值模拟

建立了注塑模具和塑件三维瞬态传热分析的数学模型并确定了边界条件和初始条件,基于ANSYS平台二次开发实现了模具和塑件温度场的耦合分析。模拟了不同冷却方式、初始模具温度和初始熔体温度下的冷却过程,分析了这3种因素对塑件温度场和塑件温度-时间曲线的影响。结果表明:同熔体温度相比,模具温度对冷却过程的影响更大;塑件温差随模具温度、熔体温度的升高而增大,其中熔体温度的影响较大;通入冷却水后,塑件温度降低速率加快、塑件温差减小,且在较高模具温度下这种效果更为明显。     

注塑模温度场的计算机模拟

本文运用有限元法，采用二次等参单元，对注塑模二维非稳态温度场进行了数值分析，推导了有限元数值求解方程并研制了有限元求解程序软件。实例所得温度场等温线与实验所得结果基本相符，验证了计算机求解的可靠性。通过计算机模拟分析，可了解各瞬时模具温度场的分布状态，观察模具体能否使塑件均匀冷却，如不合理，可通过改变冷却管道参数，达到温度场均匀一致，从而提高塑件质量。通过程序运转，根据塑件的热定型温度，可以预知最短冷却时间，从而缩短冷却周期，提高塑件生产率     

基于多尺度联合仿真的注塑制品轻量化设计

针对某型汽车发动机悬置支架在使用过程中易产生断裂破坏现象,分别采用多尺度联合仿真技术与传统仿真方法进行对比分析,验证了多尺度联合仿真技术的可靠性。根据悬置支架的整体应力分布情况,提出了合理的改进方案,在最大应力降低32.57 %并且整体应力水平处于安全范围内的同时,质量减轻了7.27 %,实现了汽车发动机悬置支架的轻量化设计。     

基于有限元数值模拟技术的热固性塑料模压制品收缩率研究

以有限元数值模拟技术作为辅助手段,采用单独变量实验法对热固性塑料模压成型制品收缩率的影响因素、结构组成和变化规律进行了研究。结果表明:对制品收缩率影响较大的因素是模压成型过程中的成型压力、成型温度、保压时间等。制品的收缩率由模具弹性变形、模具热变形、制品弹性恢复、制品冷却收缩和"残余收缩"共同构成,其中权重最大的是"残余收缩"。模具弹性变形、模具热变形、制品弹性恢复、制品冷却收缩分别与成型压力和成型温度成线性相关关系,而当成型压力、成型温度、保压时间处于某一范围内时,"残余收缩"呈现出一定的稳定性。     

注塑件去应力过程数值模拟

针对车灯灯罩易发生开裂的情况,提出了一种降低注塑件残余应力的方法.首先使用Moldflow分析软件,借助正交优化方法,对注塑成型工艺参数进行优化,以降低注塑件模内残余应力.然后使用ANSYS分析软件,模拟制品去应力退火的过程.结果表明,灯罩残余应力大大降低.这对指导工程实际生产,提高生产效率和产品质量,具有重要意义.     

结构尺寸对精密塑件成型精度影响规律的数值模拟

在同一工艺条件下,以数值模拟分析为手段,研究了结构尺寸对精密塑件尺寸精度的影响。结果表明,对于塑件壁厚不均匀程度,塑件的截面长宽比和厚度影响较大,塑件的长度影响较小;经过正交试验和优化分析,使塑件结构尺寸满足精密塑件的设计要求。     

注射成型的温控与时控参数对聚丙烯性能的影响

采用单因素变量法,研究了注射机料简及喷嘴温度、模具温度、冷却(保压)时间三项注射工艺参数对PP注射制件性能的影响。     

扫描仪面框注塑件翘曲变形的模拟分析

以扫描仪面框薄壁件注塑成型为例，应用Moldflow软件分析了模具温度、熔体温度、浇口位置和保压参数对翘曲变形的影响规律，提出了减小翘曲变形的工艺措施，分析结果与生产实际吻合。