冰箱_柜_发泡门体成形后冷却变形的ANSYS分析.pdf

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1、echnicalTPapers论文·论述电冰箱技术专题冰箱(柜)发泡门体成形后冷却变形的AANSYSNSYS分析河南新飞电器有限公司张艳玲上海双鹿电器有限公司郜澄洋摘要：表2CADR测试本文运用有限元法和ANSYS有限元分析软件，对发泡门体的冷却变形状态进行了数值材料弹性模量/Pa泊松比线膨胀系数聚氨酯泡沫0.3模拟分析，得出冷却变形后某些局部点收缩变形的精确数据，并根据分析结果提出了钢板0.3ABS0.35合理的结构改进方案，证明了该分析方法的有效性。关键词：有限元；门体；冷却变形；ANSYS分析3发泡门体有限元几何模型的建立为进行准确的有限元分析，实体模1前言生了迅速冷却，随着冷

2、却温度的变化，门型应按需要尽可能详细具体，并要能准确目前国内的冰箱(柜)设计大都局限于体会发生一定程度的变形。但由于门体各地反映真实情况。但是有限元分析中存在一种半理论、半经验，然后通过逐步实验组成零部件材料的不同，导致了发泡门体一个固有矛盾，即精确度与计算效率的矛验证的基础上进行的，即“经验—设计—各组成部件变形的不同。盾。为了能够合理地利用计算机资源，在试制—改进”的过程，这个过程有时需要门体变形不仅影响了外观，更重要的保证结果符合实际的情况下，我们对结构循环几个周期，显然不适应生产的要求。是门堵头的变形使装在它上面的门封条与进行了一些简化，做到计算速度又快，计现代设计是借助于功

3、能强大的设计计算软箱面框间出现了缝隙，如图1所示，从而算结果又能达到分析的要求。件，对产品进行分析和仿真设计，使设计加大了产品的能耗。目前针对这种问题采本文以某型号发泡门体为例，对门体的模具成型性好，降低调试成本，缩短工取的主要措施：一方面是调整门体发泡胎发泡成型后冷却时的收缩变形进行分析，作周期。有限元法是一种以弹性力学变分具，减小门堵头的变形量；另一方面是改从中找出在变形中的一些规律。图2、图3原理剖分插值为基础的数值计算方法，在进门封条的截面结构，在原来门封截面边分别是发泡门体的正面图与背面图，产品计算机中建立门体的有限元数学模型，对缘上加飞边，改善门封条的密封性，这些图纸要求

4、门体发泡后平整无角棱变形，表门体发泡成形后的冷却变形进行数值模拟措施虽然在一定程度上改善了门封条的密面无漏料。分析，对冰箱（柜）结构件在设计之初就封性，但是效果不是很理想，也没有从根借鉴研究理论，降低设计成本。本上解决此问题。图2门体正面图图1门封条与箱面框间缝隙图2发泡门体有限元模型的建立2.1发泡门体的成形过程及存在问题发泡门体的简要成形工艺过程是：首先将门外壳与两个门堵头拼装完成，再将拼装好的门壳组成放于门体发泡胎图3门体背面图具的下胎中，将门内壳放于胎具的上胎中，然后在下胎门壳中注入发泡料，上2.2发泡门体成形材料的物理化学性能下胎合模后进入烘箱熟化，熟化后的门发泡门体主要由

5、门外壳、门内壳、门体直接从发泡胎中取出存放在室内。此堵头、保温层组成。门外壳是0.5mm厚的钢时门体的温度与胎具温度是相同的，胎板，门内壳是1mm厚的ABS，门堵头是2mm具温度约60℃，而室温约20℃，两者存厚的ABS，保温层是聚氨酯发泡料，这些材在较大温差，所以发泡门体在室温下发料的热物性参数如表1。84ChinaApplianceTechnology家电科技为了与实际近似并且分析方便，对发尺寸，如果与发泡料一起统一采用实体单步，每一步变形按照上述线性变形方法处泡门体的门堵头进行简化，利用ANSYS的元，容易造成单元畸形，使计算结果产生理，然后根据变形以后的具体情况重新生前处理模

6、块进行发泡门体的实体建模，即较大误差，因此，本文对全部薄壳结构采成模型的刚度矩阵进行下一步迭代，直到严格按照图纸和生产工艺所给出的尺寸输用板壳单元，而发泡料采用实体单元，二满足最终的收敛条件。入。由于门体是一个对称结构部件，所以者之间采用自由度耦合的方法相互连接。上述的发泡门体的冷却变形的三维有为了分析方便，实体建模时只取了门体尺在ANSYS中，门外壳和门内壳及门堵头均限元几何模型，经过ANSYS求解器的运寸的一半，得到发泡门体有限元几何模型采用板壳单元中Shell63，聚氨酯发泡料选算，得到了温度从60℃到20℃的门堵头位图如4、图5所示。用实体单元中的8节点Solid45单元。移

7、变形分布如图8、图9所示。4.1.2单元的划分位移变形图显示模型变形后的位移图4发泡门体有限元几何模型-正面发泡门体有限元几何模型建立后，分布大小，以颜色的深浅来代表位移的大要进行单元网格划分。网格划分的粗细对小，左边较深的颜色代表位移值最小，右分析精度及分析时间都有较大影响，为了边较深的颜色代表位移值最大。增加求解效率，减少计算量，单元划分时图8门堵头位移变形分布图应当在精度要求较高的区域采用较细的划分，而对精度要求不大的区域可以采用较为粗糙的划分。网格