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基于CAE的厚壁电熔管件变形分析及优化

钟健灵  
【摘要】:近年来,由于电熔管件具有优良的综合性能和使用前景,被广泛应用于室内外给排水、建筑给排水、燃气管、排污管等领域,产生了巨大的经济效益,但在生产中仍面临许多问题,由于电熔管件自身的材料属性、厚壁的结构特点及国内注塑成型工艺技术水平的相对落后,使到电熔管件变形收缩量大,特别是电熔管件端口的失圆问题,严重影响后续焊接性能,为此,我们有必要对厚壁电熔管件的成型工艺进行研究,必须采用必要措施减少电熔管件的变形。 本论文基于现代注塑成型模拟技术,通过建立仿真模型,并运用MPI模流分析软件对注塑成型的充填过程、保压过程和冷却过程进行仿真分析,以预测产品成型缺陷及辅助分析缺陷成因,在采用相应缺陷解决方案后,又可模拟评估方案的可行性和效果,不仅能大大降低生产成本,还能提高设计效率 论文是建立在对不同型号的电熔管件进行多次模拟分析和试模检验的基础上以D200电熔正三通管件为应用实例,就前CAE分析结果,运用正交试验法设计相应实验,以研究各工艺参数对制品变形的影响度,得出最佳的工艺参数组合;并就优化工艺参数组合进行模拟分析和相应试验,结果表明管件端口变形量有所减少,但变形量仍很大,无法达到使用要求,而且生产周期很长;为此,我们对前面一系列的分析和试验结果进行总结,进一步分析电熔管件变形成因,并结合前人相关的研究理论,探讨了厚壁PE电熔管件的变形机理和影响因素,研究表明影响端口变形主要为不均匀收缩和残余应力;为此,我们对模具结构进行改进设计,对于可设计为带芯脱模的部分,通过带芯脱模后处理方式解决,而对于无法带芯脱模部分,采用反变形方法对其型芯和型腔进行修正,以补偿产品的收缩量,此法成功解决了管件变形问题。 目前,国内对厚壁电熔管件的研究比较少,导致生产工艺和产品质量的层次都处于较低水平,产品没有自己特色和自主知识产权。本论文对厚壁电熔管件的变形机理和变形的控制做了有益的研究,具有实际应用的价值。


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