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《中南大学》 2007年
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高深宽比微结构零件注射成型充填行为研究

汤美林  
【摘要】: 高深宽比微结构注射成型件是微注射成型零件中一类非常重要的零件,其在机械、光电通讯、自动控制、信息检测和生物医学等方面应用十分广泛。本文采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法研究了高深宽比微结构零件注射成型充填流动过程,分析了其充填流动特性和其充填深度的影响因素。本文的工作和结论如下: 1.分析流体在微尺度流道内流动的影响因素,结合微结构零件的尺寸特征,考虑表面张力作用,在Navier-Stokes方程基础上建立了考虑表面张力的高深宽比微结构零件注射成型充填流动模型,在动量方程中采用连续表面力(CSF)模型、流动前沿迁移理论对表面张力进行处理,并在流动前沿边界条件中引入动态接触角理论。 2.首次采用计算流体力学软件CFD-ACE对高深宽比微结构零件的2D物理模型进行数值模拟,仿真分析了流体在微结构流道中的充填行为,并且在微结构流道仿真中首次引入表面张力和接触角效应。结果表明:微结构中存在速度螺旋;在水力直径为200μm的流道中,表面张力对微流体的流动行为影响很小,可以忽略不计;对称型矩形微结构流道的流场分布最均匀,非对称型梯形微结构流道的流场分布次之,非对称型矩形微结构流道的流场均匀性最差。因而在设计高深宽比微结构零件或布置模具型腔时,建议采用对称型方式,以提高高深宽比微结构零件的成型质量。 3.采用MoldFlow软件对高深宽比微结构零件的注射成型充填过程进行数值模拟,系统研究了影响微结构充填深度的因素。结果表明:熔体粘度、熔体温度、模具温度、型腔压力、零件结构、尺寸和形状对微结构充填深度影响较大,即熔体粘度越小,熔体温度和模具温度越高,型腔压力越大,型腔尺寸越小,微结构尺寸越大、倾角越小、且离型腔末端越近,微结构充填越深;但与微结构深宽比无关,即截面尺寸相同,而深宽比不同的微结构在相同条件下,其充填深度几乎相等。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TF124.39

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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1 蒋壮强;微注塑成型充填过程三维数值模拟[D];郑州大学;2011年
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【二级参考文献】
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2 李国敏;欧特克发布最新版Autodesk Moldflow 2010 软件[N];科技日报;2009年
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4 ;从顾客满意中实现澳柯玛品牌价值提升[N];中国质量报;2005年
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3 李钢;基于遗传算法和Moldflow的双色成型注塑模具浇注系统最优化的研究[D];江苏科技大学;2011年
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7 李斌;热水器外壳件的熔接痕模拟及控制研究[D];北京交通大学;2008年
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