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《武汉理工大学》 2012年
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呼吸防护面具罩体的设计及反应注射成型分析

陈旭芬  
【摘要】:呼吸防护面具的使用,对各种呼吸性职业疾病的预防和控制发挥了重要作用。但呼吸防护面具罩体形状复杂,用传统的设计方法设计难度很大,且密封性不好,影响防护效果。本文运用逆向设计为主、正向设计为辅,正向设计和逆向设计结合的方法,对呼吸防护面具罩体进行参数化设计,并根据罩体硅橡胶材料的成型特点,利用模拟分析软件对罩体的反应注射成型过程进行模拟分析研究,以期解决罩体的设计和成型工艺问题。 在对逆向数据获取、点云预处理及曲面重构方法进行深入研究的基础上,用RANGE7三维激光扫描仪和处理软件对罩体进行扫描,获取罩体的三维点云数据,通过对扫描点云数据的分析,根据罩体的特征将罩体划分成不同的区域,包括呼气阀平面、吸气阀平面、罩体四周曲面以及反折边区域,进而采用不同的处理方法,其中,反折边区域采用正向设计进行曲面构造。利用Catia软件的逆向模块进行逆向反求,同时利用其自由曲面造型模块对罩体的规则曲面进行正向设计,并采用参数化方法对曲面重构过程进行控制,经对模型的误差控制分析,得到罩体产品模型。 根据罩体硅橡胶的成型特点,对反应注射成型CAE原理进行研究。利用Moldflow分析了罩体注射成型时的最佳浇口位置及浇口形式,重点分析了罩体在成型过程中所容易产生的缺陷,如充填不足、变形、气泡等问题,对模具设计提供了技术支持,包括浇注系统和排气装置;分别对影响成型质量的工艺参数进行分析,以模具温度、浇口尺寸、注射时间、保压工艺为分析对象设置正交实验,优化成型工艺参数,得到最佳成型温度及注射时间;对罩体的反应成型固化过程进行理论分析,利用假设模型推导出液体硅橡胶的固化节点公式,进行数值求解得到模型厚度上温度的分布曲线以及中心层面上温度随时间的变化状况,可以预测脱模时间以及反应体系的最高温度。 通过罩体的逆向建模和参数设计,为罩体优化设计提供了可行的方法;通过反应注射成型模拟分析,可优化产品结构及生产工艺,缩短产品的设计开发周期,降低生产成本,提升呼吸防护面具的制造水平。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X924.4;TP391.7

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【参考文献】
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