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《注塑件残余热应力的数值计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第51卷 第3期 化 工 学 报 Vol.51 №32000年6月 JournalofChemicalIndustryandEngineering(China)June20003研究论文注塑件残余热应力的数值计算李海梅 顾元宪 申长雨 (大连理工大学工业装备结构分析国家 (郑州工业大学橡塑模具国家工程 重点实验室,大连116024) 研究中心,郑州450002)摘 要 注塑件残余应力主要有流动残余应力和残余热应力,文中主要考虑注塑件的残余热应力
2、.利用文中建立的二维积分型热黏弹本构方程的递推公式,推导了单元的有限元求解公式.数值算例考察了冷却效率、熔体注射温度对注塑件残余应力的影响,得到的结论与文献中结论一致.关键词 注塑件 残余应力 热黏弹 有限元法中图分类号 TQ320.663TP311[5]引 言化及其对残余应力的影响.国外虽已有三维黏弹性本构方程的研究,但工程应用中,残余热应力残余应力的存在是注塑件形状尺寸不稳定的重仍以二维数值计算为主.与本构模型的研究相比,要原因,且对注塑件的使用性能也有显著影响,所在大型有限元分析系统中,应用二维热黏弹性本构以近20年来一直是注塑模CAE研究的重点。通常方程求解注塑件残余应
3、力的研究相对较少,国内的意义下,注塑件残余应力,指的是成型加工过程所研究工作更少一些.形成的宏观意义上的残余应力,分为流动残余应力本文应用4节点等参壳单元求解了二维热黏弹和残余热应力两类.研究表明注塑件的残余热应力[1]本构关系下注塑件的残余热应力.文中建立了二维比流动残余应力至少大1个数量级,因此现阶段积分型热黏弹本构方程的递推公式,给出了有限元残余应力的研究通常不计流动残余应力,主要研究求解公式.数值算例考察了冷却效率、熔体注射温注塑成型加工中的残余热应力.度对注塑件残余热应力的影响,得到的结论与文献注塑件的残余热应力是在聚合物迅速冷却阶段[6]中结论一致.形成的。当黏弹性
4、聚合物冷却并通过玻璃化温度时,不均匀的密度变化(体积变化)和不均匀的温度1注塑件的热黏弹性本构方程及其递变化都会形成残余热应力.残余热应力的产生有两推公式个阶段:脱模前,注塑件在型腔中的冷却阶段;脱在注塑件的积分型热黏弹本构方程中采用如下模后,注塑件从脱模温度冷却到室温的阶段.这里基本假设:(1)不计结晶、取向、流动残余应力,只考虑脱模之前注塑件的残余应力.聚合物的初始应力为零;(2)聚合物是各向同性的注塑件残余应力分析,从数值算法到本构模型热流变型单一材料;(3)聚合物的应力应变值足够都经历了由简单到复杂的发展过程.数值方法从一小,可以用线性黏弹性本构方程描述维差分法到有限元
5、法的板单元、壳单元模型;本构t方程从最初的线弹性理论发展到二维、三维热黏弹si,j=∫G1(ξ-ξ′)dei,j(t′)(1)0性本构方程.H.H.Lee等研究了聚醋酸乙烯的应[2]t力—应变曲线.K.M.B.Jansen和G.Titomanlios=∫G2(ξ-ξ′)d[e(t′)-eth(t′)](2)0用弹性本构关系研究了收缩对残余应力的影响,并对数值结论进行了实验验证[3,4].H.Ghoneim和式中 eth为热应变,ξ(t)为修正的时间标量,表示t时刻温度改变时材料反应时间的变化,表达C.A.Hieber研究了注塑成型过程中塑料密度的变式为1998210227收到初
6、稿,1999203205收到修改稿.tξ(t)=∫Φ(T)dτ(3)联系人及第一作者:李海梅,女,30岁,博士,讲师.03国家杰出青年科学基金资助项目(No.19525206).©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第51卷第3期 李海梅等:注塑件残余热应力的数值计算 ·309·式中 移位函数Φ(T)表达式为dx(t′)xn+1-xn设Δξ=ξn+1-ξn,=,Δξ=δξ(13b)dt′δξc1(T-Tr)lgΦ=(4)c2+T-Tr则式(1
7、3a)中的第1项因为遗传积分的特点式中 Tr是参考温度,c1,c2为材料常数.exp[-(ξn+1-ξn)/τ]可提到积分号外,有t式(2)中的热应变为In1=exp(-Δξ/τ)∫exp[-(ξn-ξ)/τ]dx(t′)T0eth=∫α(T′)dT′(5)T=exp(-Δξ/τ)yn0T0为参考温度,α(T)的表达式为式(13a)中的第2项有tn+1α(T)=αg+(αL-αg)dTf/dT(6)I2=∫exp[-(ξn+1-ξ)/τ](xn+1-xn)dt′/δξt[6,7]n式中 虚拟
