玻壳模具温度场及变形的边界元分析

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1、华中科技大学硕士学位论文玻壳模具温度场及变形的边界元分析姓名：苏恒迪申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：周华民20060426华中科技大学硕士学位论文摘要随着彩电、计算机等电子产品的迅猛发展，玻壳作为彩色显像管的上游产品逐年均有大幅度增长。传统的玻壳模具设计制造主要依靠设计者的直觉、经验和试模工程师的技艺水平，因此，一套模具往往要经过反复的调试与修正才能形成生产能力。这种模具开发过程中基于经验的尝试法导致产品开发周期长、成本高、产品质量难以保证。对玻壳成形过程进行计算机数值模拟是解决这一问题的有效途径，本文主要针对对玻壳表面质量有很大影响的玻壳模具

2、变形进行了研究。在玻壳的压制成形过程中，热应力及机械应力是导致模具变形的主要因素，因此温度场的求解是预测玻壳模具变形的前提条件。本文在周期平均温度场的基础上对玻壳模具的传热进行了分析，建立了玻壳模具温度场模型，并给出了边界元求解方法。通过对玻璃熔体的传热问题与模具内部的传热问题进行耦合分析，有效的提高了模具温度场的计算精度。在求解出温度场的基础上，本文提出了一个热弹性模型来预测模具在玻壳压制过程中的变形，该模型基于模具稳态温度场和热弹性边界元方法。在热弹性分析中采用二阶次参单元，积分时使用了一种单元细分的半解析方法。在提出的数学模型及数值求解方法的基础上，开

3、发了玻壳模具温度场及变形分析的计算机软件，并用其分析的实例与实测数据进行对比，以验证模型的正确性。关键词：玻壳模具，周期平均温度场，模具变形，边界元法I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofelectronicproductssuchascolorTVandcomputer,theproductionofglasspanel,whichtakestheadvancedpositionofthecolorpicturetube,growseveryyear.Thetraditionalmethodofglas

4、spaneldesignmainlydependsontheintuitionandexperienceofthedesignerandthetechniquelevelofthemoldingengineer.Sothemoldneedsreiterativedebugandmodificationsbeforelaunchingintoproduction.Thisexperimentaltrial-and-errorapproachleadstoinefficiency,highcost,andinstabilityinthepanelproducti

5、on.Computernumericalsimulationoftheprocessofglasspanelformingisaneffectivewaytosolvethisproblem.Thispaperpresentstheresearchonthedeformationoftheglasspanel,whichisconsideredasthemaininfluencetothequalityoftheglasspanelsurface.Inthepressingprocessoftheglasspanel,thethermalandmechani

6、calloadscausethemoldblockstodeform.Sothesolutionoftemperaturefieldistheprerequisitetothepredictionofmolddeformation.Basedonthecycle-averagetemperaturefield,theheattransferbehaviorisanalyzedandthetemperaturefieldmodelissetup.TheBoundaryElementMethodforpanelmoldtemperaturefieldareals

7、ogiveninthepaper.Thepredictionaccuracyofthemoldtemperaturefieldisenhancedremarkablybythecouplinganalysisoftheheattransferproblemofthemeltedglassandthemold.Basedonthetemperaturefield,athermoelasticmodelispresentedtopredictthedeformationofthemoldduringpressing.Themodelisbasedontheste

8、adymoldtemperaturefieldand