注塑成形有限元分析《材料成形计算机过程分析与仿真》.docx

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注塑成形有限元分析《材料成形计算机过程分析与仿真》

贵州大学实验报告

课程名称：

注塑成形有限元分析

学院：

机械工程学院专业：

材料成型及控制工程班级：

成型121

姓名

杨万贤

学号

1208030069

实验时间

2015、12

指导教师

梅益

成绩

实验项目名称

《材料成形计算机过程分析与仿真》

实验目的

为了检查同学本学期对注塑成形有限元分析软件学习掌握情况，为了学生更好地了解及在实际设计产品中使用

实验要求

1、针对产品模型，根据相关专业知识，设定成形工艺参数，并对其进行初步的成形分析，根据结果找出参数中主要的问题。

2．要求综合因素影响下的总变形量小于0.4，若未达要求，则对保压设置曲线进行修改（根据经验与资料），再进行分析，直至达到要求。

实验仪器

计算机，安装moldflow2012及以上版本

实验步骤与内容

《材料成形计算机过程分析与仿真》

一、针对产品模型，根据相关专业知识，设定成形工艺参数，并对其进行初步的成形分析，根据结果找出参数中主要的问题。

步骤:

1.项目创建与模型导入,对网格划分、采用默认边长设置如下如

2、对网格状态统计,纵横比范围是6-41.34

进行网格修复向导，使得纵横比范围缩小

网格质量诊断与修复，再通过配向、重叠、交叉、自由边、纵横比等修复，要求最大纵横比小于20。

3、分析类型设置为COOL冷却分析+FLOW流动分析+WARP翘曲分析

4、材料设置为GEPlastics公司的PC材料，型号为Lexan943，

5、设置浇注系统、其中，弧形浇口coldgate尺寸，锥形，始端1，末端3；横向浇道长10，圆柱型，直径5；竖浇道圆锥型，始端4，终端5，长45。

首先对零件分析类型选取浇口位置，对分析结果选取最佳浇口位置。

绘制浇注系统，建立浇口层及浇注系统，创建节点、绘制浇口曲线

通过节点创建好，绘制浇注系统直线

对浇口曲线将属性改为冷浇口并对尺寸进行设置、对主线属性改为冷主流道及根据给定尺寸设置、指定分流道属性为冷流道

浇口、主流道、分流道网格划分。

6、冷却系统自行构建，新建立冷却系统层、绘制各个节点，通过偏置、复制、镜像等方法完成

对完成的节点连线及对线条属性设置为管道

对冷却系统进行网格划分

7、工艺过程参数如下图示。

8、结果分析：

Flow分析结果：

1．FillTime：

记录充模总时间，是否有欠注，观察动画模拟结果。

在充填结果中，零件有半透明区域就存在短射；在等值线间距非常小的区域，则可能发生了迟滞；在某个流动路径早于其他流动路径早于其他流动路径完成，则可能指示过保压。

充填时间在模型显示区域显示熔体前沿的流动情况，默认显示阴影图，通过图形属性指定显示等值线图可以看出流动速度是否均匀，整体等值线还算差距不大，流动性还可以，在填充最后流动性就会差些。

2．PressureatV/Pswitchover：

观察转换点压力分布图。

压力在模具中流动路径的分布情况如上图，速度/压力切换时的压力图是观察制件的压力分布是否平衡的有效工具.。

3．Pressureatinjectionlocation：

浇口位置压力变化曲线图，与工艺参数中的保压设置参数进行比较。

显示填充阶段和保压阶段过程中各个时间下注射位置处的压力

看出注射时所需要的最大压力，并观察压力的变化情况，这图上注射位置处压力XY图没有出现明显尖峰，则是填充平衡，不需要修改浇注系统。

4．Weldline（熔接线）观测：

要求与分子表面定向图叠加观测。

溶接线结果显示了两个流动流动前沿相遇时合流的位置，熔接线的显示位置可以标识结构弱点或表面瑕疵，要求强度和光滑外观的区域尤其应该避免出现熔接线。

可以改浇口位置，更改零件厚度或工艺参数，使流动前沿在其他位置相遇，达到移动熔接线的位置。

Warp分析结果：

1．综合因素影响下的总变形、X、Y、Z方向的分量变形量的确定。

综合因素变形显示产品总体翘曲变形量，包含了各个因素所引起的翘曲变形。

可以调节温度（模温、料温），保压时间，冷却水道，浇注系统等来减小翘曲变形。

2．冷却因素引起的总变形，X、Y、Z方向的分量变形量的确定。

产品两侧冷却时间不一致，引起两侧收缩差异

3．材料收缩引起的总变形，X、Y、Z方向的分量变形量的确定。

产品结构、壁厚不均匀，引起收缩不均匀。

收缩不均显示导致的翘曲变形量，可以由保压过程调整保压曲线。

4．分子定向引起的总变形，X、Y、Z方向的分量变形量的确定。

材料的流动方向和垂直流动方向收缩不均匀，取向因素显示翘曲变形量

5．根据数据，判断何种因素为翘曲变形的主要因素。

根据上面对综合因素影响下的总变形、冷却因素引起的总变形材料收缩引起的总变形、分子定向引起的总变形的分析数据，得出综合因素影响下的总变形为翘曲变形的主要因素

二、要求综合因素影响下的总变形量小于0.4，若未达要求，则对保压设置曲线进行修改（根据经验与资料），再进行分析，直至达到要求

调整保压曲线之前综合因数

经过调整之后的

三、尝试进行DOE试验分析，以翘曲最小化为目标，其它因素自定义（但不小于3个，如模温、料温、保压压力等），给出相应的响应曲面，并对结果进行解释。

上图显示变形，所有因素，其中X为熔体主要因素，所以温度和时间都和所有因素在2.8S左右为佳。

上图为变形，收缩不均，它是影响变形的主要因素，所以温度和时间都和所有因素的一样为最佳。

因为变形，取向不均影响不大

上图为回路冷却液温度的响应曲面图，冷却液温度和注射时间无关，随熔体温度的减小而减小。

上图为最高零件温度的响应曲面图，零件温度和注射时间无关，随熔体温度的减小而减小。

实验总结

通过对Moldflow课程得学习，让我对Moldflow软件分析的基本流程有了一定了解；，使我逐步掌握了网格工具和网格诊断工具在处理缺陷网格时的基本方法；此外，通过流动、冷却、翘曲等的分析结果，让我进一步加深了对浇注系统分析的重要性的认知：

只有充分分析制件的填充行为是否合理，填充是否平衡、完全等，才能获得最佳浇注系统得设计，得到最优浇口位置、浇口数目和布局；再者，通过流动分析不断改进才能获得最佳保压阶段的设置，从而尽可能地降低由保压引起的制品收缩、翘曲等质量问题；进而通过冷却分析结果判断制件冷却效果的优劣，根据冷却效果得到冷却时间的长短，确定成型周期所用时间；只有在获得均匀冷却的基础上优化冷却管道布局，尽量缩短冷却时间缩短单个制品的成型周期，才能提高生产率，降低生产成本。

另外就是Wrap分析，它可以判定热塑性材料成型的制件是否会出现翘曲，并查处导致翘曲产生的原因，进而也对提高产品质量，减少废品率，提高企业综合竞争实力有很大的作用。

虽然过程中遇到很多问题，花费了很多时间和精力，但是通过认真思考还是收获了很多。

指导教师意见

签名：

年月日