塑片气压热成型机矩阵式加热系统的热场分析.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．02．003塑片气压热成型机矩阵式加热系统的热场分析司徒春辉’，罗青庆，梅陶，庄健(1．西安交通大学机械学院，陕西西安710049；2．广东达成机械有限公司，广东汕头515061)摘要：传统的塑片气压热成型机的加热系统通常中间温度最高，逐渐向两边降低，从而导致加热不均匀、产品成品率降低。通过有限元方法建立塑片气压热成型设备矩阵式加热系统的热场分布模型，并基于Ansys软件分别仿真了加热系统采用均匀加热输出功率和非均匀输出功率两种加热方式下的片材温度分布，发现采用非均匀加热模式时温度分布均匀，主加热区域温度基本为直线分

2、布，变化范围不到5℃，效果要好于均匀加热模式。关键词：塑片气压热成型机；有限元；热场中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1009—9492f2013)O2—001l—o4ThermalFieldAnalysisofMatrixHeatingSystemonThermoformingMachineSITUChun—hui，LUOQing—qing2，MEITao，ZHUANGJian(1．SchoolofMechanicalEngineering，Xi'anJiaotongUniversity，Xian710049，China；2．GuangdongDesignerMachin

3、eryCo．，Ltd，Shantou515061，China)Abstract：Thermof1)rmingmachineplaysaveryimpo~antroleinindustrialproduction，foodpackagingandotherindustries．Intraditionalthermoformingmachine，highesttemperatureoftenappearsinthemiddleoftheheatingsystem，andgraduallyreducesfromthemiddletobothsides．Itresultsinunevenhe

4、ating，reducedrateoffinishedproductsandawasteofresources．AccordingtothefiniteelementmethodandbasedontheAnsys，thisarticleestablishedthethermalfieldmodelofmatrixheatingsysteminthermoformingmachineandsimulatedthedistributionofplastictemperatureinheatingsystemundertheconditionsoftraditionalmethodofu

5、niformheatingoutputpowerandnon-uniformheatingoutputpowerseparately．Itfoundthatundertheconditionofnon—uniformheatingoutputpower，thetemperaturedistributionappeareduniform．Thetemperatureofmainheatingzoneappearedapproximatelylineardistribution，withthevariationrangeoflessthan5degreescentigrade，resul

6、tedinbettereffectthanthatunderuniformheatingpattern．Keywords：thermoformingmachine；finiteelement；thermalfield0前言的均匀性和能源利用效率。本文通过有限元方法塑片气压热成型设备在工业生产、食品包装建立塑片气压热成型设备矩阵式加热系统的热场等行业应用非常广泛。传统的塑片气压热成型机分布模型，并基于Ansys软件分别仿真了加热系的加热系统大部分都是分区控制，即将上、下加统采用均匀加热输出功率和非均匀输出功率两种加热器分为一定的温区，因此，对于整个加热系热方式下的片材温度分布，为塑片气

7、压热成型设备统，其温度在中间最高并逐渐向两边降低，从而矩阵式加热系统的研制提供必要的基础分析u。导致板(片)材加热不均匀、产品成品率降低和1模型分析资源的浪费。塑片气压热成型设备模型包括环境空气，加目前国外先进塑片气压热成型设备均采用矩热瓦片和被加热物体三部分。它是一个流固耦合阵式加热系统。这种系统的上、下加热器由若干问题，同时也是一个热流耦合问题。该问题中主个可独立或者分组控制的加热瓦组成，并且每组要涉及到热对流和热辐射，而且热辐射是其主要瓦片可采用不同