注射成型流动数值模拟技术研究

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1、高新技术SOIENCE＆TECHNOLO0YIN—FORMATION皿■U暖圆薯笛■硼注射成型流动数值模拟技术研究周璇(金华职业技术学院机电工程学院浙江金华321017)摘要：流动数值模拟技术在注射成型过程中有很高的工程应用价值。首先建立了塑料熔体流动过程的数学模型，井对注射成型模型进行了简化，得到了易于数值求解的数学模型，可以更清楚的认识各物理变量对成型过程的影响。最后通过实例说明了注射成型流动数值模拟技术的合理应用。关键词：注射成型流动模拟数学模型浇注系统．中图分类号：TQ32文献标识码：A文章

2、编号：l672—3791(2o1o)os(b)一0013—02注射成型是现代塑料工业中极为重要进行了简化，得到了易于数值求解的数学(2)运动方程。的一种加工技术，适于大批量生产形状复模型，可以更清楚的认识各物理变量对成t、p兰：+V．T—VP杂、尺寸要求精确的塑料制品。通过对成型型过程的影响。最后通过实例说明了注射。Dt’加工过程进行数值模拟，研究加工条件的成型流动数值模拟技术的合理应用。其中，彳，P分别为体力、偏应力张变化规律，预测制品的结构和性能，选择制量和压力。品、模具设计及工艺条件的最佳方案

3、，使成1注射流动过程的数学描述(3)能量方程。型加工从一项实用技术变为一门应用科1．1粘性非牛顿流体力学基本方程P兰：T—f：+j学。流动模拟的目的是预测塑料熔体流经塑料熔体充模过程可以认为是粘性不pDt流道、浇口并充填型腔的过程，计算流道、可压缩非等温流动与传热过程，它总是伴其中c，K分别是比热容和热传导系浇口及型腔内的压力场、温度场、速度场、随着与内摩擦、传热有关的能量耗散过程，数，为温，为内部生成热。剪切应变速率及剪切应力分布，并将结果可以采用粘性不可压缩流体的基本方程来(4)本构方程。以图形

4、等值线图和阴影图的形式显示在计描述。可采用广义牛顿内摩擦定律，在满足算机屏幕上。通过流动模拟可优化浇口布(1)连续性方程。不可压缩条件下：置及注射工艺参数(料温、模温、注射时间空+V．：0=2叩等)，预测所需的注射压力及锁模力并可能od1其中H为偏应力张量；为应变速率出现的短射、不合理的熔接线位置、气穴等在不可压缩条件下，连续性方程退化张量；为粘度。缺陷为：上述4个基本方程构成了不可压缩粘根据注射流动模拟理论，首先建立了V．=0性流体力学的基本方程组。可采用适当的流动过程的数学模型，并对注射成型模型

5、其中“、v、W为速度矢量的三个分量。边界条件求解上述方程组来得到粘性流体在流动和传热过程中的物理场分布，但实际上很困难，必须针对具体问题进行适当的简化。1．2流动过程假设与简化鉴于大多数注射件为薄壁件，故可认为熔体是在扁平型腔内流动，厚度方向的尺寸远比其它方向小，某点的流动行为要受到局部几何因素的影响，可以近似认为熔体流动具有Hele—Shaw润滑流的性质。引入以下假设和简化。图1注射件初始模型(1)由于型腔厚度(z方向)远小于其它两FilItime个方向(x、Y方向)的尺寸，且熔体的粘度较=1．7

6、021sl大，因此，可忽略Z方向的速度分量(w一0)，Isl并且认为压力P是x、y的函数，沿z向不变，加黑即／=0。(2)在充模流动过程中，可认为熔体是1．276不可压缩的，即V．=0。(下转15页)涤口尺寸为l，5*40．85100．42550．00007789瓷口尺寸为1．584涤口尺寸I．5=4Scalel70mmI图3充填模式图2浇注系统科技资讯SCIENCE＆TECHNOLOGYINFORMATION13高新技术SClENCE＆TECHNOL0GY．匪团课的应用可以捕捉到瞬间感应电流的大小

7、学生对现象进行推理、分析最后得出正确据同样会令人有身临其境的体验。和方向。的结论。虽然推理是物理研究的重要方法总之演示实验的直观性在于不能被语3．2在热学中选取课例是Ⅸ功和内能》之一，有利于培养学生的分析推理能力，但言和绘图所代替，其真实感可通过学生的图4展示的是用热传感器反映气体内教学中大量使用不仅会让老师的动手能力各种感觉器直接感知，从各种不同的角度能变化的实验。实验的主要器材是一根被下降，学生更看不到真实的实验，难以真正获得生动的感性认识，这就要求演示实验改制的自行车内胎，即用紧箍和一段玻璃理

8、解物理的学习实质。而利用传感器演示有较大的可见度，让全班同学看得清楚、印管与车胎组成密闭容器，将温度传感器伸实验使学生一目了然，印象深刻。象深刻。但由于有些演示实验对实验条件入到玻璃管中，以便学生能够观察到传感4．2精心设计实验．提高教师的实验能力和有一定的要求，有些演示实验自身有缺陷，器。通过计数机的采集到的数据，在屏幕上分析能力。使实验教学真正有效导致个别演示实验成功率不高，现象不明制成对应的图像，可以非常明显反应出做传感器只是一个传递信号的仪器，图显。那么教师在