微注射成型充模过程数值模拟的研究

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1、分类号密级UDC学位论文微注射成型充模过程数值模拟的研究范九红指导教师姓名文军副教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称软件工程论文提交日期2008年10月论文答辩日期2008年11月学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人年月日注1注明《国际十进分类法UDC》的类号独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对

2、本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要在塑料注射成型工艺中，对塑料熔体的填充过程进行数值模拟,可以预测实际注射中可能出现的缺陷，尽快优化模具设计、调整工艺参数和有针对性的制定技术解

3、决方案。微注射成型是一种注射制件重量以毫克（㎎）为计算单位，制品几何尺寸以微米（µm）为度量单位的成型方法。由于微注射成型制件尺寸上的微小，传统宏观的数值模拟已不能很好的预测熔体在微小型腔内的流动行为，需要实现针对微注射成型的数值模拟。实现对微注射成型数值模拟的关键则是建立适合微注射成型充模流动的理论数学模型。本文是对微注射成型充模过程数值模拟的研究，所做主要工作如下：1.对微观熔体的流动特性进行分析，针对微注射成型过程中的滑移现象，对微观壁面滑移现象机理进行了讨论，引入了Navier滑移边界条件。在借鉴宏观充模流动的控制方程的基础上，从粘性流体力学的质量、动量和能量方程出发

4、，结合微注射成型的特点，提出合理的简化和假设，重新推导出适合微注射成型的质量、动量和能量方程，为实现对微注射成型过程的数值模拟创建了理论基础。2.在推导出适合微注射成型的控制方程的基础上，采用Cross-WLF粘度模型，确定边界条件，为进一步简化控制方程做准备。通过变分法简化微注射成型的控制方程，通过有限元法对压力场和速度场进行离散，获得相应的单元刚度矩阵并确定具体的求解步骤,作出了主程序的流程图，将主程序的编制的准备工作全部完成。3.运用Moldflow软件，针对所构建的微特征模型进行三维数值模拟，通过工艺参数的改变得到了模具温度、注射速度和熔体温度对充填长度的影响结果。关

5、键词：微注射成型，边界滑移，数值模拟，数学模型IABSTRACTABSTRACTNumericalsimulationaccordingtothemeltfillingprocessintheplasticinjectionmoldingtechniquecanpredictthedefectsininjectionmolding.Itcanoptimaldesignthemold，adjustprocessparametersandhasaimingatmakingtechnicalsolvingscheme.Microinjectionmoldingisamoldingm

6、ethodoftheparts’sweightasmgforarithmeticalunitandproductgeometrysizeasµmformeasurementunit.Becauseofthedimensionofmicro-productonmicroinjectionmoldingisverysmallandtraditionalmacronumericalsimulationcannotbeaccuratlytopredictthebehaviorofmeltflowinminimoldcavity.Sobuildingtheacademicmodelto

7、suitthefillingphaseofmicroinjectionmoldingisthekeytoachievethenumericalsimulationofmicroinjectionmolding.Textisnumericalsimulationoftheprocessofthefillinginmicroinjectionmoldingthefollowingworkshavebeenfinishedofthisarticleasfollows:1.Analysisthecharacte