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塑料注射成型CAE若干关键技术的研究

陈路  
【摘要】: 塑料注射模CAE软件是一个复杂的系统,包含了若干子系统。现代注射模CAE软件功能日趋完善,能够为用户提供更多的功能,例如,HsCAE3D7.0为用户提供了一套全生命周期的注射模具设计解决方案。本文对HsCAE3D7.0的若干子系统进行了较为深入的研究,包括工艺参数设置,注射时间优化和熔合纹的预测算法三个部分。 本文首先讨论了工艺参数对塑料注射成型的影响,建立了一套适合于塑料流动、保压有限元分析算法的工艺参数输入模型,给出并实现了一种分级注射参数的优化方法,以获得均匀的熔体前沿速度从而减少塑件翘曲变形为目标,对充填过程中的注射速率进行优化。 本文还深入地研究了注射时间优化技术,提出了一种将充填过程数值模拟和优化算法相结合的注射时间优化方法。基于一维流动模型和一维流动控制方程,利用有限差分法计算给定注射时间下的温度场和压力场等物理量,然后通过成型窗口求解出最优的注射时间。 本文最后实现了一种简洁高效的熔合纹的预测算法,以有限元单元网格模型的和塑料熔体流动分析为基础,通过初合点查找算法和熔合纹长度控制算法,计算出塑料制品上熔合纹的位置和长度,从而指导模具设计人员改进设计方案。


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