塑料注射成型流动过程中温度场数值模拟.pdfVIP

维普资讯 No．2 一 N陬 № Mar．1999 IL=(一、7塑料注射成型流动过程中温度场数值模拟 - 华(中理工大学模具it木国隶重点试验室．武覆．430074)7fVQ、；／ 摘要 采用有限差分方法进 行塑料注射成型流动过程 中温度场的计算机模拟 ．对能量方程 中瞬态项和热传旱项分 剐采用向后差分和德式差分近似；同时．为保证数值计算过程的稳定性 采用上风法处理对流项。最后讨论了数值求 解 的稳定性 美键词 注射成型，温度场 计算机模拟 有限差分 敲簇，竹，i 塑料工业的发展非常迅速，注塑成型能一次成 K挈+ 十(z] (4) 型形状复杂、尺寸精确的制品，适合高效率、大批量 的生产方式，目前它 已发展成为塑料主要的成型加 速度、温度边界条件 ： 工方法。传统的注塑产品开发是 以尝试法完成的 注 一 口： 0； 一 K a．T =_ ： h(T～ ) 射模具的设计主要依靠模具设计人员 的直觉和经 对 —b 在模壁处 (5n) 验。因此，模具往往要经过反复的调试与修正才能正 式投人生产，这种生产方式制约 了瓶产品的开发，解 一 日一 0； 一 K 一 h(T一 ) 决这一难题的关键在于使注射模具的设计和制造、 对 2一一b 在模壁处 (56) 注射成型工艺以科学分析为基础，突破经验的束缚。 随着数值计算技术的发展和 电子计 算机的广泛应 塞一一褰磊一一o0；誓一一0。；； 用，计算机辅助设计、辅助工程和辅助制造已逐步应 对 2= 0； 在型腔中心层处 (6) 用于注射成型领域 ，为模拟注射成型过程、优化成型 式中， 、 分别为型腔壁和型芯壁的温度，对于 工艺参数、提高模具质量、降低生产成本、缩短模具 方程 (1)～(6)，本文采用有限元／有限差分混合法求 设计制造周期提供了有效的手段。 解 ：；采用控制体积法确定流动前沿；由于压力控制 1 充模流动数学模型 方程强烈的非线性特性，采用超松弛法迭代求解有 由于注塑件大多是薄壁件 ，即厚度方向的尺寸 限元压力控制方程 ；采用有限差分法求解温度场。 远 比其它两个方向的尺寸小，故可认为塑料熔体在 扁平的型腔 内为Heleshaw流；通过采用一系列的 假设和简化，得到如下一组描述塑料熔体充模流动 行为的偏微分方程 “j。 3 + ： o (1) r 。