模流分析资料
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一. 压力條件对产品的影响1.高保压压力能夠降低產品收縮的機會补充入模穴的塑料越多,越可避免產品的收縮高保压压力通常會造成产品不均勻收縮,而导致產品的翹曲变形对薄殼產品而言,由於壓力降更明顯,上述之情況更加嚴重2.Over packing 過保壓保壓壓力高,澆口附近體積收縮量少遠離澆口處保壓壓力低且體積收縮量較大導致產品翹曲變形,產品中央向四周推擠形成半球形(Dome Shape)3. Under packing 保壓不足澆口附近壓力低遠離澆口處壓力更低導致產品翹曲變形,產品中央向四周拉扯形成馬鞍形Twisted shape保壓時間如果夠長,足夠使澆口凝固,則可降低體積收縮的機會澆口凝固後,保壓效果就無效果一、澆口位置的要求:1.外观要求(浇口痕跡, 熔接线)2.產品功能要求3.模具加工要求4.產品的翹曲变形5.澆口容不容易去除二、对生产和功能的影响:1.流長(Flow Length)決定射出壓力,鎖模力,以及產品填不填的滿流長縮短可降低射出壓力及鎖模力2.澆口位置會影響保壓壓力保壓壓力大小保壓壓力是否平衡將澆口遠離產品未來受力位置(如軸承處)以避免殘留應力澆口位置必須考慮排氣,以避免積風發生不要將澆口放在產品較弱处或嵌入处,以避免偏位(Core Shaft)三、选择浇口位置的技巧1.將澆口放置於產品最厚處,從最厚處進澆可提供較佳的充填及保壓效果。
如果保壓不足,較薄的區域會比較厚的區域更快凝固避免將澆口放在厚度突然變化處,以避免遲滯現象或是短射的發生2.可能的話,從產品中央進澆將澆口放置於產品中央可提供等長的流長流長的大小會影響所需的射出壓力中央進澆使得各個方向的保壓壓力均勻,可避免不均勻的體積收縮射出量/切换点的影响射出量可由螺杆行程距离的設定決定射出量包括了填滿模穴需要的塑胶量以及保压時須填入模穴的塑膠量切換點是射出機由速度控制切換成壓力控制的點螺桿前进行程過短(切換點過早)會導致保壓壓力不足假如保压压力比所需射出壓力還低,產品可能发生短射PVT特性p –压力; v –比容; T –溫度描述塑胶如何随着压力及溫度的变化而发生体积上的变化。
《模流分析基础入门》目录第一章计算机辅助工程与塑料射出成形1-1 计算机辅助工程分析1-2 塑料射出成形1-3 模流分析及薄壳理论1-4 模流分析软件的未来发展第二章射出成形机2-1 射出机组件2-1-1 射出系统2-1-2 模具系统2-1-3 油压系统2-1-4 控制系统2-1-5 锁模系统2-2 射出成形系统2-3 射出机操作顺序2-4 螺杆操作2-5 二次加工第三章什么是塑料3-1 塑料之分类3-2 热塑性塑料3-2-1 不定形聚合物3-2-2 (半)结晶性聚合物3-2-3 液晶聚合物3-3 热固性塑料3-4 添加剂、填充料与补强料第四章塑料如何流动4-1 熔胶剪切黏度4-2 熔胶流动之驱动--射出压力4-2-1 影响射出压力的因素4-3 充填模式4-3-1 熔胶波前速度与熔胶波前面积4-4 流变理论第五章材料性质与塑件设计5-1材料性质与塑件设计5-1-1 应力--应变行为5-1-2 潜变与应力松弛5-1-3 疲劳5-1-4 冲击强度5-1-5 热机械行为5-2 塑件强度设计5-2-1 短期负荷5-2-2 长期负荷5-2-3 反复性负荷5-2-4 高速负荷及冲击负荷5-2-5 极端温度施加负荷5-3 塑件肉厚5-4 肋之设计5-5 组合之设计5-5-1 压合连接5-5-2 搭扣配合连接5-5-3 固定连接组件5-5-4 熔接制程第六章模具设计6-1 流道系统6-1-1 模穴数目之决定6-1-2 流道配置6-1-3 竖浇道尺寸之决定6-1-4 流道截面之设计6-1-5 流道尺寸之决定6-1-6 热流道系统6-2 流道平衡6-2-1 流道设计规则6-3 浇口设计6-3-1 浇口种类6-3-2 浇口设计原则6-4 设计范例6-4-1 阶段一:C-mold Filling EZ简易充填模拟分析6-4-2 阶段二:执行C-mold Filling & Post Filling 最佳化6-5 模具冷却系统6-5-1 冷却孔道的配置6-5-2 其它的冷却装置6-6 冷却系统之相关方程式6-6-1 冷却系统之设计规则第七章收缩与翘曲7-1 残留应力7-1-1 熔胶流动引发的残留应力7-1-2 热效应引发之残留应力7-1-3 制程引发残留应力与模穴残留应力7-2 收缩7-3 翘曲7-4 收缩与翘曲的设计规则第八章问题排除8-1包风8-2 黑斑、黑纹、脆化、烧痕、和掉色8-3 表面剥离8-4 尺寸变化8-5 鱼眼8-6 毛边8-7 流痕8-8 迟滞效应8-9 喷射流8-10 波纹8-11 短射8-12 银线痕8-13 凹陷与气孔8-14 缝合线与熔合线第九章C-MOLD软件介绍(暂缺)附录A 射出机成形条件之设定附录B 常用塑料之性质附录 C 档案格式第一章计算机辅助工程与塑料射出成形1-1 计算机辅助工程分析计算机辅助设计(Computer-Aided Design, CAD)是应用计算机协助进行创造、设计、修改、分析、及最佳化一个设计的技术。
模流分析报告一、背景介绍。
模流分析是一种用来研究流体动力学和传热学问题的数值模拟方法,它通过对流体流动过程进行数值模拟,来分析流场的特性、传热情况以及流体力学等问题。
模流分析在工程领域具有广泛的应用,例如飞机、汽车、船舶、建筑等领域都需要进行模流分析来优化设计和改进性能。
二、模流分析方法。
模流分析主要采用计算流体力学(CFD)方法进行数值模拟,通过数学模型和计算机仿真来模拟流体的运动状态。
在模流分析中,需要先建立流体的数学模型,然后利用数值方法对流场进行离散化处理,最后通过计算机进行求解,得到流场的各种参数,如速度、压力、温度等。
三、模流分析应用。
1. 空气动力学分析,模流分析可用于研究飞机、汽车等在空气中的运动状态,分析气流对物体的影响,优化外形设计,提高运动性能。
2. 燃烧过程模拟,模流分析可以模拟燃烧室内的燃烧过程,研究燃烧效率、热传递等问题,为燃烧设备的设计和优化提供参考。
3. 水力学分析,模流分析可用于研究水流在管道、水泵、水轮机等设备中的流动情况,分析流体对设备的影响,改进设计,提高效率。
四、模流分析优势。
1. 高效性,模流分析可以在计算机上进行数值模拟,大大缩短了研究周期,提高了研究效率。
2. 精确性,模流分析可以对流场进行精确的数值模拟,得到准确的流场参数,为工程设计提供可靠的依据。
3. 可视化,模流分析可以将流场的参数以图形的形式直观展现出来,便于工程师进行分析和理解。
五、模流分析案例。
以某飞机机翼气动外形优化为例,通过模流分析,可以对机翼的气动外形进行优化设计,提高升阻比,减小气动阻力,提高飞行性能。
六、结论。
模流分析是一种重要的工程分析方法,它在工程设计和研究中具有重要的应用价值。
通过模流分析,可以更好地理解流体的运动规律,优化设计,改进性能,为工程实践提供支持和指导。
在未来的工程领域,模流分析将会发挥越来越重要的作用。
七、参考文献。
1. Anderson, J. D. (2010). Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications. McGraw-Hill Education.2. Versteeg, H. K., & Malalasekera, W. (2007). An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method. Pearson Education.。
模流分析报告解读范例(一)引言概述:模流分析是一种重要的分析方法,通过对模流数据的分析,可以帮助我们深入理解系统性问题,找到解决问题的措施和方法。
本文将解读一份模流分析报告的范例,通过分析报告的内容,介绍其中的关键点和解析方法。
正文:一、模流概述1. 模流数据的来源及采集方式2. 模流数据的重要性和应用价值3. 模流数据的基本特征和统计指标4. 模流数据的数据清洗和处理方法5. 模流数据的可视化展示和分析手段二、模流异常点分析1. 异常点的定义和检测方法2. 异常点对模流分析的影响和价值3. 异常点的分类及特征描述4. 异常点与其他因素的关联性分析5. 异常点处理的方法和建议三、模流趋势分析1. 模流的时间序列性质和趋势分析方法2. 模流趋势分析的技术指标和模型3. 模流趋势分析的预测和预警方法4. 模流趋势分析在系统优化中的应用5. 模流趋势分析的误差估计和检验方法四、模流关联性分析1. 模流关联性的定义和度量方法2. 模流关联性分析的相关因素选取3. 模流关联性分析的统计检验方法4. 模流关联性的时间和空间特征5. 模流关联性分析的实践案例五、模流变化模式分析1. 模流变化模式的分类和描述方法2. 模流变化模式的驱动因素分析3. 模流变化模式的模型建立和验证方法4. 模流变化模式的周期性分析和控制方法5. 模流变化模式分析的实际应用案例总结:通过对这份模流分析报告的解读,我们了解了模流分析的基本概念和方法。
在实际应用中,模流分析可以帮助我们深入了解系统问题并提出针对性的措施。
在模流分析过程中,我们需要关注异常点、趋势分析、关联性分析和变化模式等方面,以全面把握模流数据的特征和规律。
希望本文的范例可以帮助读者更好地理解和应用模流分析方法。
目录第1章模流分析的概述 -------------------- 21.1模流分析的原理------------------------------------------------------------------------- 2第2章塑件的工艺性分析------------------- 32.1原材料分析 ---------------------------------------------------------------------------------- 32.2结构分析 --------------------------------------------------------------------------------------- 32.3成形工艺分析------------------------------------------------------------------------------ 4第3章成形方案的设计与分析 ---------------- 43.1成形方案的设计------------------------------------------------------------------------- 43.2初始方案的分析------------------------------------------------------------------------- 53.2.1侧浇口的特点--------------------------- 53.2.2工艺参数的设置------------------------- 53.2.3网格模型的划分------------------------- 63.2.4流动+翘曲的分析------------------------ 63.2.5冷却分析------------------------------- 93.3优化方案的分析------------------------------------------------------------------------- 93.3.1点浇口的特点--------------------------- 93.3.2冷却分析------------------------------ 12第4章方案对比-------------------------------- 134.1浇口位置对比----------------------------------------------------------------------------- 134.2工艺条件设定----------------------------------------------------------------------------- 134.3实验结果对比----------------------------------------------------------------------------- 13第1章模流分析的概述1.1模流分析的原理1. 粘性流体力学的基本方程1)广义牛顿定律,反映了一般工程问题范围内粘性流体的应力张量与应变速率张量之间的关系,数学表达式为本构方程。
塑料流动行为一、塑料如何充填模穴射出成型射出成型的过程可分为三个阶段:●充填阶段;●加压阶段;●补偿阶段。
1、充填阶段充填阶段时塑料被射出机的螺杆挤入模穴中直到正好填满。
当我们要设计一个产品必须要使用到射出成型的制程时,最重要的是了解塑料充填的过程。
当塑料进入模穴时,塑料接触模壁时会很快的凝固,这会在模壁和熔融塑料之间形成凝固层。
下列的图显示塑料波前如何随着塑料往前推挤时而产生的扩张。
当流动波前到达模壁并凝固时,塑料分子在凝固层中没有很规则排列,一旦凝固,排列的方向性也无法改变。
红色箭头代表熔融塑料的流动方向,蓝色层代表凝固层,而绿色箭头代表熔融塑料向模具的传热方向。
2、加压阶段:在模穴充填满之后紧接着是加压阶段,虽然所有的流动路径在上一个阶段都已经充填完成,但其实边缘及角落都还有空隙存在。
为了完全充填整个模穴,所以必须在这个阶段加大压力将额外的塑料挤入模穴。
在下列图标中显示,模穴在充填阶段未期及加压阶段未期的差异,我们可以在左图的蓝色圆圈内看到未充填的死角。
注意:有时候“Confidence of Fill”的结果不能正确地预测短射,仍然显示良好的充填品质,但事实上可能有些区域不能被完全的充填。
这是因为浇口位置不适当而不能使全部的区域都能得到足够的保压。
3、补偿阶段:塑料从熔融状态冷凝固到固体时,会有大约25%的高收缩率,因此必须将更多的塑料射入模穴以补偿因冷却而产生的收缩,这是补偿阶段。
二、产品肉厚如何影响塑料流动“A flow leader and A flow deflector”定义:“A flow leader” 是指增加流动路径的肉厚以增加该路径的塑料流速。
“A flow deflector” 是指减少流动路径的肉厚以减少该路径的塑料流速。
Flow leaders 和Flow deflectors:Flow leaders 及Flow deflectors常常用来使模穴内各流动路径能在相同的时间内充填完(即流动平衡)。
通常最佳的浇口位置不一定能定义等长的流动路径,并且在多浇口的模具系统会产生不希望出现的熔接线,因此在设计允许的范围内改变厚度,可以改善流动的平衡状态。
在下列范例中,浇口位置设定在中央,流动路径1`大于流动路径2,而流动路2大于流动路径3。
第一个图为等厚度,但第二图为沿着流动路径1设置flow leader,沿着流动路径3设置flow deflector。
在下图以颜色表示厚度,红色区域比绿色区域厚,绿色区域比蓝色区域厚。
“flow leaders”和“flow deflectors”将会使各区域的充填时间更平衡,若精密的计算厚度会使流动更加平衡。
注意:假如可能,尽量使用”flow deflectors”代替”flow leaders”,如此可以达到相同的效果,又可以减少材料的使用。
三、浇口位置(Polymer injection location)定义:浇口位置即塑料射入模穴的位置。
在MPA中因无流道系统,所以在各浇口会以相同的压力将塑料注入模穴,这压力在射出的过程会以指数的方式增加。
浇口位置的主要考虑因素是流动平衡,也就是各流动路径在同一时间充填满。
这可以预防先充满的区域发生过保压的现象。
在下列的model中,这三个可能的浇口位置显示如何以改变浇口位置平衡塑料流动。
改变浇口位置也可以用来改变熔接线及气孔的位置,减少滞流现象及其它的成型问题发生。
在以上的范例中,浇口1及浇口2会在model的右方形成熔接线,当浇口移到3的位置时则会在右下方造成熔接线。
在一些案例中也许可以选择一个以上的浇口,再将产品均匀划分成几个区域,再分别指定浇口使各区域同时充填满。
注意:在一般的规则中,浇口应该设定在较厚的区域,而不设定在较薄的区域。
其它方法也可能用来平衡流动路径,包括flow leaders 与flow deflectors。
四、脱模角度(Tapering Walls)在射出成型的过程完毕后,为确保塑料件需顺利的顶出,平行于脱模方向的平面必须做斜角。
假如没有设脱模角度:在图中蓝色圆圈里的部份没有设脱模角度。
当顶出针(绿色)尝试将完成的塑料件(红色)顶岀模穴时,必须克服模壁与塑料件之间的摩擦力。
摩擦力在顶出行程过程中,对塑料件顶出造成妨碍,并且造成变形及划伤。
假如设了脱模角度:下面的范例为塑料件的相关平面加上脱模角度。
这表示摩擦力的妨碍:一开始顶出的时候就减少了。
一旦塑料移动后摩擦力就消失了。
注意:一般而言1度的脱模角度就足够使塑料件顺利顶出。
五、结晶性(Crystallinity)﹕塑料分子是由原子组成的长链。
下面的图标可知,长分子链能规则排列(结晶),无规则排列(非结晶),或是部分有规则(半结晶)。
收缩、翘曲与结晶﹕如果产品在所有的区域和方向上保持收缩一致,则它就不会产生翘曲。
若产品在不同方向上收缩,就会产生翘曲。
通常,结晶材料比非结晶材料收缩要大。
这意味着产品在不同方向上结晶,也就会在不同方向上收缩,因此会产生翘曲。
结晶的产生﹕半结晶材料有着结晶的倾向,但是在成型中,结晶度受熔体冷却速率的影响。
熔体冷却速率越快,结晶度就低,反之亦然。
如果产品的某个区域冷却速度慢,则这一区域有高的结晶性,因此收缩也会大一些。
两个主要因素将影响熔体的冷却速率﹕模温模温越高,维持高熔体温度的时间也越长,这将延迟熔体的冷却。
几何尺寸肉厚薄的地方冷却快一点,因此收缩比较小。
这是由于在注射成型中,厚的区域比薄的区域冷却慢,于是结晶度会大一点,并有大的体积收缩。
另一方面,薄的区域冷却的较快,因此结晶度比较小,体积收缩也比用热力学数据(PVT)预测的要低。
六、模具类型(Mold Types):两板模(Two-Plate Molds)﹕两板模是最常用的模具类型,与三板模比较,两板模具有成本低、结构简单及成型周期短的优点。
单模穴两板模许多单穴模具采用两板模的设计方式,如果你的产品只用一个浇口,不要流道,那么塑料会由竖流道直接流到型腔中。
多模穴与家族模穴两板模你可以使用两板模在一模多穴和家族模穴模中,但是这种结构中限制进浇的位置,因为在两板模中流道和浇口也位于分模面上,这样他们才能随开模动作一起作业。
在你设计多穴模具之前,你应该分析单个成品(分析类型用Part Only)来决定浇口位置。
如果分模面与浇口在同一线上,那么就能用两板模。
当你设计一模多穴的模具时,到达流动平衡对你设计流道是重要的。
对于一模多穴而言,使用常用的两板模结构,使各模穴的流动到达平衡不大可能,因此你或许要用三板模或者用热流道的两板模代替。
采用热流道的两板模它能保证塑料以熔融状态通过竖流道、横流道、浇口,只有到了模穴时才开始冷却、凝固。
当模具打开时,成品(或冷流道)被顶出,当模具再次关闭时,流道中的塑料仍然是热的,因此可以直接充填模穴,此种模具中的流道可能由冷热两部分组成。
采用热流道的两板模可以用来改变成三板模。
在这种模具中,进浇位置必需放在模穴中心,以避免在成品可见侧上留下痕迹,这就意味着流道必需远离分模面。
(脱模时避免碰到划伤)假设你使用热流道模具,流道不需顶出,因此流道远离分模面也不会引起任何问题。
热流道也适用于小产品的一模多穴模具中,假如有许多小产品,常用的流道系统可能会浪费许多材料,如果它不能回收的话。
热流道的优点:较少的废料,无需回收较不明显的浇口痕迹可以不要切除浇口缩短成型周期可较大程度上控制模穴充填和胶体流动热流道的缺点:较高的成本难于改变材料颜色易于出故障,特别是加热控制系统对热敏性材料不适用对高数量、高品质的产品,采用热流道系统利大于弊。
在有些案中,最好的结果也许是采用热流道与冷流道的结合。
三板模(Three-Plate Molds)﹕三板模的流道系统位于与主分模面平行的拨料板上,开模时拨料板顶出流道及衬套内的废料,在三板模中流道与成品将分开顶出。
当整个流道系统不可能与浇口放于同一平板上时,使用三板模。
这可能因为:模具包含多穴或家族模穴;一模一穴较复杂的成品需要多个进浇点;进浇位置在不便于放流道的地方;平衡流动要求流道设计在分模面以外的地方。
你也可以用热流道的两板模来解决上面的问题,但是三板模有其优势所在:三板模的优点三板模的缺点比热流道易于制造因顶出系统的原困,循环周期较长不易出故障材料浪费较大对热敏性材料不会有劣化作用需要较大的注射压力七、流道系统设计:浇口:浇口、流道与竖流道是用来将熔胶从喷嘴传输到每个模穴的进浇位置的工具。
下面的图解显示了多模穴两板模的典型流道系统:浇口连接流道与模穴,当你设计浇口时,你应当把下列因素考虑进去:产品的表面质量浇口的切除所用的材料顶出部分的体积在你设计流道系统之前,你应当对每个模穴运行Part Only分析,以找到最好的浇口位置。
对于表面要求严格的产品,浇口应设计窄小一些,以免在外观面留下大的痕迹。
一个小口子也将留下痕迹。
你应当将浇口做短一点,以免浇口处产生大的压力降。
避免浇口与流道的接触角太尖,因为这可以加大系统的压力降。
你应在连接处做一个圆角,这样就不会阻碍胶体的流动。
你的浇口的截面形状取决于流道的截面形状。
流道布置:流道的设计影响到使用材料的用量以及产品的品质。
假如每个模穴的流动不平衡,过渡保压和滞流就会引起较差的产品品质。
又长又不合理的流道设计,能引起较大的压力降并且需要较大的注射压力。
使用热流道可以解决这些成型问题。
复杂成品的单穴结构及多穴和家族模穴结构的平衡流道是很重要的。
一般来讲应使流道尽可能短,尽可能有较小的射出重量,并提供平衡的流动。
上图是常用的流道系统,它将提供不平均的流动。
当所有的模穴都充填完毕时,部分产品将被过度保压。
假如你做了这样结构的流道,你可能需要作流道平衡处理。
左上图的流道系统将提供较平衡的流动路径,在这个自然平衡的流道系统中,每个产品的流动路径是相同的。
若有可能,MPA自动产生一个平衡的流道系统。
右上图使用了人工平衡的流道系统,它保留了传统的流道结构形式,但是分流道的直径是不同的。
这可以控制流量,以使各模穴以相同的压力同时充填完。
假如你做了一个常用的流道形式,你可以人为的使它平衡。
1.流道的截面形状:小的流道直径引起流道内的磨擦升热,因此塑料在流道内温比在料筒中的高,较高的料温可以减小残余应力及翘曲变形的倾向,但是高料温易引起材料的劣化。
为使材料尽量少浪费,并降低所需的料筒温度,应设计小截面的流道。
流道的截面形状影响到塑料在流道中的流动,当热的熔胶碰到冷的模壁时,在流道表面会形成一层凝固层。
当塑料被注入模穴中时,流道的中心保持熔融状态。
流道的形状影响到在内部的熔融塑料的体积。
圆形截面的流道能够最大比例的保持熔融状态的塑料。
有曲线或尖角的截面比矩形截面的流道需要较小的力移除流道废料。
尽管从材料流动及顶出的角度来讲,圆形流道是最好的选择,但是它的造价是最高的。