基于ANSYS Workbench的注胚模腔疲劳寿命研究.pdf

《基于ANSYS Workbench的注胚模腔疲劳寿命研究.pdf》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、塑料工业第40卷第7期CHINAPLASTICSINDUSTRY2012年7月基于ANSYSWorkbench的注胚模腔疲劳寿命研究水胡青春，宋珂。，姜晓平(1．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640；2．广东星联机密机械有限公司，广东佛山528251)摘要：注胚模具成型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶坯的一个成型周期分为注塑、保压、冷却阶段，模具受循环载荷影响，其关键零件模腔易出现疲劳破坏。应用ANSYSWorkbench(AWB)建立模腔有限元模型，运用传热学理论，完成模腔一个工作周期的温度场，位移场及热应力场的仿真模拟，获得疲劳寿命云图，为注塑

2、模具零件优化设计提供依据。关键词：疲劳破坏；热应力场；疲劳寿命；注塑模具中图分类号：TQ320．6文献标识码：B文章编号：1005—5770(2012)07—0040—04ResearchofFatigueLifeforInjectionMoldingCavityBasedonANSYSWorkbenchHUQing’chun，SONGKe，JIANGXiaoping(1．SchoolofMechanicalandAutomotiveEng，SouthChinaUniversityofTech，Guangzhou510640，China；2．GuangdongXi

3、ngLianPreciseMachineryCo．，Ltd．，Foshan528251，China)Abstract：EmbryoinjectionmoldingPETperformmoldingcyclewasdividedintoinjection，pressuremaintainingandcooling．Influencedbycyclicloading，cavitywaspronetohavefatiguedamage．AnanalysismethodofinjectionmoldingcavityfatiguebasedonANSYSWorkbench

4、(AWB)wasproposedtoestablishedfiniteelementmodelofthecavity．Asimulationoftemperaturefield，displacement，andthermalstressfieldandfatiguelifeforthecavityofaworkcyclebasedonheattransfertheorywascompletedwhichprovidedthebasisfortheoptimizationdesignoftheinjectionmold．Keywords：FatigueDamage；

5、ThermalStressField；FatigueLife；InjectionMolding模具疲劳寿命决定产品的生产效率和生产成本，如何以疲劳寿命为设计指标确定模腔合理的结构和尺寸，确保模腔符合模具设计寿命要求，是模具行业急待解决的问题。传统的疲劳寿命分析方法通过物理样机的耐久试验得到⋯，试验周期长、耗资巨大，试验结果受偶然因素影响。本文以聚对苯二甲酸乙二醇酯PET瓶坯模腔为研究对象，研究应用AWB软件对模腔进行热应力分析及疲劳分析的方法。图1模腔结构示意图1模腔结构概述Fig1Schematicdiagramofthecavity1一底端；2一冷却槽；3一注

6、塑端；4一瓶坯成型内腔图1是一出七十二模腔(57．8g，广东星联精密机械有限公司)，设计寿命为200万次，模腔出现裂2模腔边界条件的确定纹时为3O万次，远未达到设计疲劳寿命，属于非正2．1模腔受力分析常失效。图2是模腔的裂纹实物图。对其裂纹进行观PET瓶坯模腔底端固定约束，在合模后至开模前察，发现裂纹集中在冷却槽圆角应力最大处，从顶端注塑端承受锁模力，注塑阶段瓶坯成型内腔受注射压至底座直线断裂，属于疲劳应力开裂范畴。力，同时熔体高温影响模具温度分布。注射结束后模粤港招标项目(2011BZIO0212)，省部产学研项目(2011B090400424)作者简介：胡青春

7、，男，1963年生，教授，主要研究方向为机械设计及理论。huqc@scuLedu．cn第4O卷第7期胡青春，等：基于ANSYSWorkbench的注胚模腔疲劳寿命研究腔持续冷却直至开模，热应力的峰值基本上出现在冷RUd／v(1)却阶段之前，因此主要对模腔注塑阶段的受力情h=0．332RPA／d(2)况进行分析。式中，一雷诺数；U一流体平均流速，m／s；d一冷却槽直径，m；口一运动黏度，m／s；一对流换热系数，w／(m·K)；P一普朗特数；A一导热率，W／(m·K)。2．4模腔的三维热分析2．4．1有限元模型的建立利用SolidWorks软件对模腔进行三维建模，由于

8、图2模腔裂