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快速模具模塑成形充模过程的工艺参数优化

机械工程学报 2009年第11期45卷 163-168页

作者：冯小军李爱平深圳职业技术学院机电工程学院深圳518055 同济大学机械工程学院上海200092

分析快速模具(Rapidtooling,RT)模塑成形充模过程的特点及影响充模质量的主要工艺因素,提出基于数值仿真及正交试验技术的RT模塑充模工艺参数优化方法。以模具填充结束时的平均体积转换率和平均剪切速率作为评价指标,在定量分析主要工... 详细信息

分析快速模具(Rapidtooling,RT)模塑成形充模过程的特点及影响充模质量的主要工艺因素,提出基于数值仿真及正交试验技术的RT模塑充模工艺参数优化方法。以模具填充结束时的平均体积转换率和平均剪切速率作为评价指标,在定量分析主要工艺参数对充模过程影响程度的基础上,确定最优工艺参数组合。该方法的特点是可针对每一具体产品结构进行分析,仿真试验结果直观,可比性强。所采用的试验原始数据来源于经验推荐值,因而对于RT模塑充模工艺参数的优化具有普遍性。以某公司生产的B超机操作台为实例进行的分析证明该方法的实用性和可靠性。

关键词：快速模具模塑充模工艺参数优化仿真试验

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RTM充模过程的自适应隐式控制体积法

复合材料学报 2005年第6期22卷 91-97页

作者：江顺亮任燕梁声灼南昌大学计算机系

提出了一种基于界面更新的RTM充模分析的自适应隐式控制体积法。该隐式方法的迭代方法只对已注满结点进行求解,然后更新界面结点的体积函数以便决定是否要更新界面。依据“一时间步,一单元层”的思想,采用最小二乘递推法估算隐式方法的... 详细信息

提出了一种基于界面更新的RTM充模分析的自适应隐式控制体积法。该隐式方法的迭代方法只对已注满结点进行求解,然后更新界面结点的体积函数以便决定是否要更新界面。依据“一时间步,一单元层”的思想,采用最小二乘递推法估算隐式方法的时间步长,并依据压力估算每个控制体积的半注满时间,从而可以重构任何时间的流动前锋。计算表明,本文方法极大地提高了隐式方法的适用性,并把RTM充模数值模拟的计算时间复杂度降到结点数的2阶。

关键词： RTM 充模数值模拟隐式方法时间步长

基于改进有限体积法的三维注塑成型充模过程数值模拟

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机械工程学报 2015年第10期51卷 25-32页

作者：严波李阳赵朋周华民上海交通大学材料科学与工程学院上海200030 华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

根据界面两侧相邻有限体积流动切应力相等的原则,考虑到相邻有限体积内黏度系数的差异,改进传统有限体积法,并推导改进的有限体积中心速度梯度、界面速度和速度梯度的新的离散格式和计算格式。新的离散格式和计算格式能适用于注塑成型... 详细信息

根据界面两侧相邻有限体积流动切应力相等的原则,考虑到相邻有限体积内黏度系数的差异,改进传统有限体积法,并推导改进的有限体积中心速度梯度、界面速度和速度梯度的新的离散格式和计算格式。新的离散格式和计算格式能适用于注塑成型充模过程中型腔内塑料熔体黏度差异较大的情形,避免因黏度的变化导致界面两侧相邻有限体积内塑料熔体流动切应力的急剧变化。同理,根据界面两侧热流量相等的原则,推导有限体积中心温度梯度、界面温度梯度的新的离散格式和计算格式。改进有限体积法能有效提高数值模拟的稳定性和计算精度。采用改进的有限体积法分别模拟圆柱内稳态流动以及盒形件、带凹槽平板、一般三维特征的塑料制品的塑料熔体充模过程,模拟结果与理论精确解、试验结果、商业软件模拟结果吻合。数值算例表明改进的有限体积法能较准确地模拟注塑成型充模过程,也可应用于黏度变化比较大的其他单一流体或多种流体的耦合数值模拟,具有重要的理论和实用价值。

关键词：改进有限体积法注塑成型充模黏度数值模拟

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三维塑封充模过程数值模拟方法

上海交通大学学报 2010年第2期44卷 176-179,184页

作者：王辉周华民李德群华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

针对塑封充模过程,提出了三维塑封充模过程模拟的稳定性数值计算方法.该方法采用N-S方程联合树脂固化反应方程描述三维塑封充模过程,并采用FAN(Flow Analysis Network)方法跟踪流前.为了避免方程求解过程中产生的数值振荡,对动量方程采... 详细信息

针对塑封充模过程,提出了三维塑封充模过程模拟的稳定性数值计算方法.该方法采用N-S方程联合树脂固化反应方程描述三维塑封充模过程,并采用FAN(Flow Analysis Network)方法跟踪流前.为了避免方程求解过程中产生的数值振荡,对动量方程采用GLS(Galerkin LeastSquare)计算格式,对能量方程采用GLS\GGLS(Gradient Galerkin Least Square)相结合的计算格式,对反应方程采用SUPG(Streamline Upwind Petrov Galerkin)计算格式.实验证明,该方法具有较好的稳定性和较高的数值精度.

关键词：塑封充模三维数值模拟

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金属粉末动态注射成型充模过程的理论分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2009年第3期37卷 38-42页

作者：刘斌骆接文彭满华瞿金平高威华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东广州510640

基于连续介质理论和幂率模型,研究振动场对金属粉末喂料熔体充模过程的影响,建立了适合金属粉末喂料熔体等温填充中心浇口圆盘型腔的过程的物理模型和相应的数学模型,通过对数学模型的推导求解,得到了喂料熔体动态充模过程的速度分布方... 详细信息

基于连续介质理论和幂率模型,研究振动场对金属粉末喂料熔体充模过程的影响,建立了适合金属粉末喂料熔体等温填充中心浇口圆盘型腔的过程的物理模型和相应的数学模型,通过对数学模型的推导求解,得到了喂料熔体动态充模过程的速度分布方程、熔体前沿位置方程以及模腔入口压力方程.实验表明,在振动场作用下的熔体充模过程中,当平均注射流率不变且振动频率固定时,模腔入口处压力随振幅的增大而波动上升.理论计算的模腔压力值与实测值吻合较好,证明了理论计算的正确性.

关键词：金属粉末动态注射成型充模

大型薄壳制件真空辅助树脂传递模塑工艺充模方案仿真分析及优化

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东北林业大学学报 2020年第4期48卷 114-119页

作者：刘诚许子涵花军徐硕东北林业大学哈尔滨150040

针对大型树脂基复合材料制件不适于用实验试错法进行充模方案设计的问题,在分析树脂流动规律的基础上将大型薄壳件的求解区域分解,仿真分析了不同充模方案下树脂在纤维中的流动行为和模腔内压力变化,提出在制件填充面积等分处设置流道... 详细信息

针对大型树脂基复合材料制件不适于用实验试错法进行充模方案设计的问题,在分析树脂流动规律的基础上将大型薄壳件的求解区域分解,仿真分析了不同充模方案下树脂在纤维中的流动行为和模腔内压力变化,提出在制件填充面积等分处设置流道的方法,选择和优化大型薄壳制件的充模方案。结果表明:①对于不便进行实验试错法进行真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺充模方案设计的大型薄壳制件,可以采用数值模拟的方式,以达西定律、能量守恒定律等为计算依据,求解压力场和速度场,对比不同仿真方案的充模时间等数据合理安排注胶方式方法,指导VARTM工艺制备大型复合材料制件合理安排注胶方式,提高生产率、减少因树脂浸润不均匀产生的缺陷。②对于大型薄壳类制件,忽略厚度方向尺寸,影响充模时间的主要因素为流道长度和树脂流动距离。选取尽可能长的注胶流道,合理设置流道位置以减少树脂流动的距离;长流道可以增加树脂瞬时注入量、提高较长时间的压力差;而树脂流程越长,树脂前锋处压力损失越大,流速越慢。③试验提出了制件填充面积等分处设置流道的方法。将大型薄壳工艺制件充模面积等分,注胶流道布置在垂直于制件长度方向的面积等分线上,可缩短充模时间并减少制件两端的树脂富集现象。对于较狭长部分可再次进行面积等分设置流道,以免造成树脂流程过长压力流失过多;而对于较宽阔部分不宜设置过多流道以免树脂前锋稳定前互相接触造成制件充模不均匀。

关键词：大型薄壳制件真空辅助树脂传递模塑工艺模拟充模流道布置

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橡胶注射充模过程的数值分析

合成橡胶工业 1996年第1期19卷 30-33页

作者：安瑛程源北京化工大学化工机械系

借鉴塑料熔融注射技术，研究了胶料粘弹性引起的入口附加压力降和固体壁面滑移速度对充模过程的影响，从而建立了橡胶在薄矩形模腔内充模流动的数学模型。采用有限单元和有限差分混合方法求数值解。通过计算程序预测了充模过程中前锋线... 详细信息

借鉴塑料熔融注射技术，研究了胶料粘弹性引起的入口附加压力降和固体壁面滑移速度对充模过程的影响，从而建立了橡胶在薄矩形模腔内充模流动的数学模型。采用有限单元和有限差分混合方法求数值解。通过计算程序预测了充模过程中前锋线的移动及流动场，并根据模拟计算结果，分析讨论了各因素对充模压力的影响。

关键词：橡胶充模注塑成型数值分析

等壁厚金属定子内螺旋曲面内外高压充模胀形仿真研究

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锻压技术 2018年第6期43卷 67-70页

作者：王树强乔金梦刘希敏倪洪启沈阳化工大学机械工程学院

针对等壁厚螺旋定子金属管高压胀形,提出了内外分步高压胀形的工艺方法,该方法毛坯管的直径介于管件螺旋曲面的大径和小径之间,用外高压胀形成形管件凹槽部分,用内高压胀形成形管件凸起部分,减少胀形极限高度对工件厚度和几何尺寸的限... 详细信息

针对等壁厚螺旋定子金属管高压胀形,提出了内外分步高压胀形的工艺方法,该方法毛坯管的直径介于管件螺旋曲面的大径和小径之间,用外高压胀形成形管件凹槽部分,用内高压胀形成形管件凸起部分,减少胀形极限高度对工件厚度和几何尺寸的限制。建立了内外模具螺旋曲面的三维实体模型和有限元模型,应用有限元软件进行胀形过程仿真,揭示了金属管材在受均匀高压并与规律螺旋面接触下的受迫流动规律。设计和实施了胀形实验,验证了内外分步充模胀形的工艺方法,该方法可以大幅减少胀形系统压力,大幅提高了定子螺旋曲面的制造效率。

关键词：等壁厚内螺旋曲面高压胀形有限元分析充模

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黏弹性熔体充模流动诱导残余应力模拟

物理学报 2012年第23期61卷 313-320页

作者：杨斌鑫欧阳洁太原科技大学应用科学学院太原030024 西北工业大学理学院应用数学系西安710129

流动诱导残余应力是塑料制品产生应力开裂以及翘曲变形等现象的重要原因,对成型过程中流动诱导残余应力研究具有重要意义.推导了基于黏弹性eXtended Pom-Pom本构关系的能量方程,进而建立了描述黏弹性流体非等温充模流动的气-液两相模型... 详细信息

流动诱导残余应力是塑料制品产生应力开裂以及翘曲变形等现象的重要原因,对成型过程中流动诱导残余应力研究具有重要意义.推导了基于黏弹性eXtended Pom-Pom本构关系的能量方程,进而建立了描述黏弹性流体非等温充模流动的气-液两相模型.用同位网格有限体积法进行了求解,得到了凝固层和剪切速率分布,给出了充填结束时影响制件力学性能的流动诱导残余应力.结果表明,型腔中凝固层的厚度与注射速率有关,注射速率越大,充模时间越短,凝固层越薄.在制品表层紧邻模壁的地方,剪切速率和残余应力几乎为零;在制品次表层的位置,制件内剪切速率和流动残余应力也较高;而在远离模壁的地方,剪切速率和流动残余应力也较小.

关键词：黏弹性充模流动诱导残余应力有限体积法