温度ansys分析

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1、.4汽车内饰压制成型模具温度场模拟与分析温度在汽车内饰压制成型过程中是一个极其重要的参数，无论是模压料的充模流动阶段还是固化阶段，都是在一定的温度下进行的；如果在充模阶段温度控制的不当将直接影响制品的表面质量和力学性能，具体的说，若模具温度过低则会导致模压料流动性降低，难以充满模腔，若模具温度过高则会引起模压料在模具内未完全成型前就开始固化，并且有可能使制品表面的树脂发生分解，同样得不到合格的汽车内饰制品；另一个重要方面就是在压制的过程中要尽量保持模具温度的均匀分布，如果温度分布不均匀就会导致模压料局部提前固化，还会使制品

2、固化度不均匀甚至发生局部树脂分解，同时也会使得制品脱模后产生较大的翘曲变形。因此有必要对模具的加热过程及其温度场进行模拟，根据分析结果对模具的加热设计进行优化。在世界计算机辅助工程领域中有许多CAE软件都具有热分析的功能，我们以目前使用最为广泛的大型通用有限元软件ANSYS来分析汽车顶篷内饰压制成型模具的加热过程及其温度场分布。4．1ANSYS有限元分析软件4．1．1ANSYS简介ANSYS是一种应用广泛的大型通用有限元软件，具有完备的预处理器和后处理器(又称前处理模块和后处理模块)。目前已广泛应用于核工业、石油化工、航空

3、航天、机械制造、能源、汽车交通、国防、军工、电子、土木工程、造船、轻工、日用家电等工业及科学研究中.ANSYS软件含有多种分析能力。包括简单线性静态分析和复杂非线性动态分析。可用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。它包含了前处理器、求解器及后处理器和优化等模块，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相组合，已成为解决现代工程学问题必不可少的有力工具。4．1．2ANSYS热分析模块ANSYS在处理热分析问题方面具有强大的功能，其不但具有快速的网格划分能力和强大的结果后处理功能，而且还具有非常友好的人机交互界面。在ANS

4、YS软件中有五个模块可以进行热分析，如图4．1所示，包括：ANSYS／Multiphysics、ANSYS／Mechanical、ANSYS／Thermal、ANSYS／Flotran和ANSYS／ED。ANSYS提供两类热分析类型，即稳态热分析和瞬态热分析。稳态传热，即系统的温度场不随时间变化。如果系统的净热流率为0，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：qax+q生成一q漉出=o，则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变化。稳态热分析的能量平衡方程为-..图4.1ANSYS的五个热分

5、析模块[K]{T}={Q}式中[K]----传导矩阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数；{T}---节点温度向量；{Q}----节点热流率向量，包含热生成；ANSYS利用模型几何参数、材料热性能参数以及所施加的边界条件，生成[K]{T}以及{Q}瞬态传热，即系统的温度场随时间明显变化。瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。根据能量守恒原理，瞬态分析的热平衡方程可以表达为(以矩阵形式表示)：[C]{}+[K]{T}={Q}式中[K]----

6、传导矩阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数；{T}---节点温度向量；[C]---—比热矩阵，考虑系统内能的增加；{Q}----节点热流率向量，包含热生成；{}--、温度对时间的导数；根据以上对ANSYS中两类热分析类型的说明可以看出，汽车内饰件压制成型的模具加热过程属于瞬态传热问题，即模具的温度场随着时间的变化而变化。4．1．3ANSYS瞬态热分析的操作步骤-..瞬态热分析同结构分析等其他类型的分析一样，可以分为三个步骤：建模、加载求解和后处理。由于本文分析的汽车顶篷内饰压制模具有不规则曲面，因此选择在三维设计软

7、件Pro／E建立顶篷的实体模型，并利用Pro／E的模具模块得到汽车顶篷内饰的压制成型模具；其他操作均在ANSYS／Multiphysics中进行。4．2汽车内饰压制成型模具加热过程温度场模拟以某型号汽车顶篷内饰成型为例，对顶篷内饰压制成型模具的加热过程进行瞬态模拟，获得模具在加热到一定时间后的模具温度场分布及模具达到理论控制温度时的温度场分布。由于片状模塑料的配方较多，且不同配方的模压料在压制成型汽车内饰件时所需的成型温度有较大差异，因此在这里设定顶篷内饰件压制成型模具的理论控制温度为180～200℃，以此来探讨采用不同配

8、方模压料成型的同种内饰件或成型不同内饰件时，压制成型模具加热过程温度场的模拟。4．2．1模具加热过程中的热传递方式根据传热学的基本知识可知，汽车顶篷内饰压制成型模具在加热过程有三种热传递方式：热传导、热对流和热辐射[33,38]。热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度