精密注塑cae 技术的应用及发展

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1、精密注塑CAE技术的应用及发展

2、第1内容加载中...塑料注射成型是最为有效的塑料加工方法之一，在工业部门中占有十分重要的地位。由于缺乏理论的有效指导，长期以来模具工只能依据自身经验和简单公式设计模具和制订成型工艺。而在实际生产中，对于大型、复杂、精密模具，仅凭有限的经验难以对多种影响因素作综合考虑和正确处理。传统方法已无法适应现代塑料工业蓬勃发展的需要。提高模具设计和制造水平的有效途径是将CAD/CAE/CAM技术应用于塑料注射成型领域。从20世纪90年代开始，我国模具行业的一些先行者已陆续采用了塑料注射成型仿真软件。由于仿真结果能正确指导成型工艺、

3、优化模具结构、缩短试模和修模时间、显著提高塑料制品质量，其重要性正逐渐被模具界所认识。塑料注射成型仿真属于机械、力学、材料和计算机相交叉的前沿科学，由于塑料熔体的非牛顿性以及注射流动过程的非稳态、非等温性，采用计算机模拟并优化注射成型过程具有很大的难度，虽然国内外研发部门很多，但最终能形成商品化系统的仍屈指可数。澳大利亚Moldt1oalstyle="MARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-INDENT:18pt;TEXT-ALIGN:left;mso-layout-grid-align:none;mso-char-indent-count:2.

4、0"align=left>华中科技大学塑性成型模拟及模具技术国家重点实验室从1985年开始，通过"七五"、"八五"、"十五"国家重点攻关和国家自然科学基金项目的支持，系统而深入地开展了塑料注射成型仿真软件系统的研究和开发o从1989年推出的HSCAE1.0版到2006年的6.20版，经历了从二维分析到三维分析，从实用化到商品化，从局部试点到大面积推广应用的进程，成功研发出了具有中国特色、达到当前国际先进水平的商品化塑料注塑成型集成化仿真系统HSCAE6.20。1基本功能简介HSCAE6.20是在ARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-INDENT:

5、18pt;mso-layout-grid-align:none;mso-char-indent-count:2.0"align=center>根据塑料注射成型工艺和模具设计的需求，系统目前具有如下功能:(1)直接采用塑料制品的三维几何模型进行仿真，支持STL、UNV、INP、OAT、ANS、NAS、COS、FNF、PAT、MFD等10种格式的文件，实现了与通用CAD/CAM系统的无缝集成。(2)能够自动划分具有疏密控制的自适应有限元分析网格，并提供网格修订工具，用于修复CAD模型的错误和优化有限元分析网格，能够高网格质量和分析结果精度。(3)提供开放

6、式的数据库，包括塑料的物理和流变参数、注射机参数、标准模架及典型结构数据等，还能为用户测试所提供塑料的流变参数，创建企业专用的材料数据库。(4)提供创建模具浇注系统和冷却管道的快捷设计功能，支持流道常用截面和复杂冷却结构设计。(5)能够预测塑料熔体在充模保压过程中的流前位置、融合纹与气穴位置、温度场、压力场、剪切力场、剪切速率场、表面分子取向、收缩指数、密度场、凝固层及锁模力等参数;(6)能够预测制品和模具在冷却过程中的动态温度场分布、冷却时间和温差分布。(7)能够预测制品出模时的应力分布和翘曲变形程度。(8)提供塑料注射成型过程的可视化操作，动态显

7、示注射机、模具和塑料熔体传输过程三位一体的协同工作过程。(9)利用系统提供的实体流功能不仅可以模拟塑料熔体在制品上的流动过程，而且能模拟熔体在模具型腔中的流动，可以在制品任意截面上显示流动保压的分析结果。(10)应用人工智能技术，优化成型工艺、评价设计方案及自动生成多语言版本分析报告。2主要技术特色HSCAE6.20在继承和发扬华塑CAE软件操作简捷、分析准确和显示逼真等优点的基础上进一步凸现出如下技术特色:(1)基于三维实体的动态仿真传统的仿真软件均基于制品的中心层模型，但在三维模型中提取中心层难度很大，是妨碍注射成型仿真软件推广应用的瓶颈问题。H

8、SCAE6.20所提供的双面流技术能直接在三维实体模型表面划分网格，通过网格配对和引人边界控制保证对应表面的协调处理，不仅能处理内外对应表面相似的制品，而且能适应内外对应表面差异较大的制品。应该指出的是，双面流技术显示塑料熔体的流动过程只能在制品表面上而不能在模具型腔里面。HSCAE6.20在双面流技术的基础上创新性地实现了实体流功能。与双面流技术采用表面网格不同，实体流技术采用立体网格，可以更加逼真地演示熔体在透明模具型腔内的流动情形，而且用户还能借助于剖切功能考察熔体在任意时刻、任意位置和任意壁厚处的流动情形和有关数据。(2)冷却分析中复杂结构的

9、处理现行冷却分析软件在处理喷流管、冷隔板和螺旋管等复杂冷却结构时，通常是采用一根或几根等效截面的直圆管来近似