注射机热板温度场数值分析及优化设计

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1、浙江一j：业大学硕十学位论文注射机热板温度场数值分析及优化设计摘要热板是塑料和橡胶注射机的不可缺少的模具加热元件，目前注射机中所使用的热板，以热管作为热源，并按一定的热功率分布(即在热板中适当的位置)加热模具。在热板的适当位置放置热电偶，当温度达到生产要求时，系统通过热电偶自动控制温度，使模具温度保持在生产要求的温度范围内，并且要求热板表面温差小。但一直以来，热板温度控制精度的合理性和表面温差大是影响电热板使用性能的两个主要问题。本论文将采用CAE技术，研究热板温度场分析的有效计算方法，为模具热板提供设计方

2、法及加热工艺。论文将根据热板的特殊性，探讨热电偶的合理位置，设计电热管的功率分布和布局，研究热板加热工艺，使热板温度达到指定温度而且分布均匀。通过计算机模拟计算，得到可行方案并进行实验，验证数值计算的正确性，研究结果解决了热板温度控制精度的合理性和表面温差大两大难题。研究内容包括：1、热源描述点、柱、线型热源模型的建立与研究，建立热传导的传热模型。2、有限元建模对上下热板依据其结构特点进行有限元建模并合理简化。3、热板温度场分析方法温度载荷与边界条件的处理，建立有限元温度分析模型，进行温度场求解。4、热板温

3、度场实验根据分析结果，搭建实验平台，验证有限元计算结果的合理性。5、热板温度场优化设计在实验验证有限元计算结果合理性的基础上，采用萨交优化设计方法，获得最佳热管功率、位置分布，以及热电偶位置。关键词：热板，数值分析，温度场，优化设计，正交实验浙江I：业人学硕十学位论文THENUMERICALSIMULATIoNANDoPTIMUMDESIGNoNTEMPERATUREFIELDINTHEHoTPLATEoFIN。甩CTIoNMACHINEABSTRACTHotplateisindispensableheat

4、ingelementoftheplasticandrubberinjectionmachine．Hotplateishottubeasasourceofheatintheinjectionmachine．Hotplateheatsthemoldonthebasisofthepowerdistribution．Thermocoupleplacedinthehotplate．Thesystemautomaticallycontrolsthetemperaturebythethermocouple，SOthatm

5、oldtemperaturecanbemaintainedintherangeoftheproductionrequirements．Thetemperaturecontrolprecisionandsurfacetemperaturearetwomainproblemsinthehotplate．EffectivecalculatedmethodoftemperaturefieldanalysisWasstudiedonthehotplatebyCAEtechnologies．Itprovidesdesi

6、gnmethodandheatingprocessforthemold．Accordingtothespecificityofhotplateinthispaper,reasonablelocationofthethermocoupleisdiscussed，powerdistributionandlayoutaredesigned，heatingprocessofthehotplateisstudied，SOthathotplatetemperaturereachesthespecifiedtempera

7、tureanddistributes．Feasibleschemehasbeengotbycomputersimulationandtheresultisverifiedbyexperiments．Thetwoproblemsofthetemperaturecontrolprecisionandsurfacetemperaturehasbeensolved．Studyincludesthefollowing：1．SourcedescriptionPoints、columnsandlinearheatsour

8、cemodelhasbeensetupandresearched．2．ModelofFEMModelofFEMhasbeensetuponthebasisofthestructuralcharacteristicsofhotplateandthereasonablesimplification．3．ThemethodofthetemperaturefieldanalysisAccordingtothetemper