基于Moldflow Insight2010的残余应力优化分析.pdf

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1、制造技术／工艺装备现代制造工程(ModemManu‰tIlringEngin∞ring)2012年第1期基于MoldnowInsight2010的残余应力优化分析+周大路(华东交通大学机电工程学院，南昌330013)摘要：注塑制品的残余应力影响制品的形状、表面质量及使用性能。在分析残余应力产生机理和原因的基础E，应用软件模拟实验方法，介绍了降低残余应力的方法，结果发现冷却方式与熔体温度对残余应力的影响很大，其次是保压压力、保压时间和螺杆速度的影响，程度依次递减。得出的结论对工程实际有一定的指导意义。关键词：残余应力；注塑件；冷却系统；热黏弹本构方程中图分类号：

2、TG24l文献标志码：A文章编号：167l-3133(2012)Ol删6—04optimizationanalysisofresidualstressbased0nMoldnowI璐ight2010ZhouDalu(JiangxiN趴changEastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China)Abstract：EⅡ＆tof陀8iduaIs吣sininjectionmoldedproductssllape，蛐rf如eqllality卸dpe而m粕ceofthepmduct．Mechanism蛐aJysisofr∞i

3、dualsn鹊8鲫di协c叫8∞佣theb鹪isof印plication酬撕aresimulationexperimentmethod，intmducedtheme出0d“reducing瑚idualB咖8，彻dfoundtllatc∞liIlgmode锄dhadag陀a“nnuenceofmelttempemtu陀on陀sidualstress，foUowedbyholdingp-朗8u陀蚰dholdiIlgtime胡&t，vdable8peed，dec弛鼬iIlgdeg雠t哪．Drawc∞clmio璐ontIlepractical印plicationofa

4、c9nainde伊eeofsi印ific粕ce．Keywords：resjduaIstrles8∞；injecti∞moIdedpu协；c00lingsystem；the珊。们8c∞l鹊ticconstitIltiveeqll撕∞0引言残余应力是指熔体在充模、保压过程中，熔体流动在模腔中做非等温流动形成的流动应力，由于在冷却过程中制品内外温度分布不均匀，而被“凝固”在制品中的各种应力之和。注塑件的残余应力不仅影响制品的表面形状、力学和光学性能，而且在很大程度上决定制品的最终质量。残余应力主要分为三大类：流动残余应力、热残余应力和顶出残余应力。残余应力为正值时，

5、脱模比较困难，制品容易被刮伤或破裂；残余应力为负值时，制品表面容易有沉降斑或内部有真空泡。所以，只有残余应力接近零时，脱模比较顺利，并能获得满意的制品。1注塑制品的残余应力分布通常热残余应力比流动残余应力和顶出残余应力大一个数量级，本文所述的残余应力主要指热残余应力，也包含流动残余应力和顶出残余应力。从热残余应力人手可以预测制品的翘曲变形。热残余应力产生于成型过程的冷却阶段。由于聚合物的热导率较低，注射温度与模具温度之间的差别等原因，在制品内部形成不均匀温度场，熔体在中心处为温度较高的黏流态，而靠近模壁处的熔体则因为模具温度相对较低而率先固化。冷却层由模腔表面

6、向内部逐渐收缩推进，因此造成制品中各点在不同时间从较高温度降到玻璃化转变温度t以下，各点所经历的收缩变形也不一样，从而产生了应力。又由于聚合物的黏弹性和冷却过程温度的迅速下降，制品在模腔内以及出模之后热应力只能发生部分松弛，未能完全松弛而保留下来的部分就称为热残余应力。从热残余应力的产生过程可知，模腔内注塑件各部分如果能够达到均匀的冷却过程，则就会尽可能地减少热残余应力。本文以显示器面板为研究对象，此零件在常温状·载运工具与装备教育部重点实验室基金资助项目，华东交通大学20IO年校立科研课题项目(10JD07)96周大路：基于‰l曲脚hl蛐∞lO的残余应力优化

7、分析∞12年第l期态下的残余应力云图如图l所示，制品的1、2、3、4处易产生残余应力(40．22hⅡ’a左右)，也是最易断裂的地方。如何在不使用加强筋的情况下降低此处的残余应力，提高零件质量。使之安装次数提高而不变形、不开裂是问题的关键。’圈l显示器面板常温状态下的残余应力云图1⋯I将模型分成厚度方向的固、液两部分。假设液态中没有应变，在固态中计算内应力的发展。通过流动模拟计算得到的压力，分别是液态中的压力和冻结层中的压力；通过能量方程得到温度历史数据。忽略剪切应力。假设高聚物为各向同性热流变简单固体，则应力分量与应变历史和温度有关。在运用层移技术的基础上，1

8、ku血唱、Read”1给出了残余应力分