注射成形残余应力与翘曲变形的数值模拟

根据注射成形的特点,建立了制品残余应力和翘曲变形的综合数值模拟方法.残余应力的模拟采用线性粘弹性模型.数值实现中,根据成形不同阶段的特点提出复合边界条件和假设,采用在时间上有限差分和在厚度方向分层处理的计算方法.翘曲变形的模拟中,采用平面膜元和弯曲板元组成的平板型壳元模型,并提出了基于制品表面网格的改进模型,避免了使用传统板壳模型的缺陷.通过与实际生产的制品的对比分析,证明了所提出数值模拟方法的可行性,表明所开发应力翘曲分析模块对提高制品质量和生产效率具有一定的应用价值.     

基于仿真的选区激光熔化工艺结构变形补偿设计优化

针对选区激光熔化工艺中残余应力造成的变形缺陷问题，介绍了一种基于有限元仿真的选区激光熔化工艺的结构变形补偿设计优化方法.以螺旋桨结构成型为例，首先建立了宏观尺度上基于有限元方法的热-力耦合仿真模型，然后分析了成型零件中的残余应力与变形分布规律，并提出了利用变形场反馈调整零件设计的几何结构的方法，通过多次反馈迭代，实现了成型后零件变形几何与期望几何之间的形状误差逐步减小.数值试验结果表明:经过变形场反馈调整4次，成型后的螺旋桨结构相较于期望几何结构的最大形状误差下降了94%；同时也发现，设计迭代过程中，零件成型后的残余应力与实际变形基本不变.      

粉末材料常温压制成型残余应力分布研究

研究并给出了自制压力传感器的设计原理及性能指标、利用自行设计的传感器，预埋在用细质土模的粉末材料中，测在常温下成型过程中加、卸载时压坯内的应力分布，重点研究对成型后的残余应力分布的影响，得出了材料成型过程中残余应力分布规律和裂纹成因，解决了粉末材料成型开裂问题，实践证明自行设计的传感器稳定性能好，适应性强。     

H型钢热轧过程中残余应力数值模拟

在热轧H型钢的生产过程中,由于H型钢断面的复杂性,导致了在长度方向上翼缘和腹板之间形成了一定的残余应力,严重影响了H型钢的性能.采用ANSYS软件对热轧H型钢的热轧过程进行模拟,定量的分析了残余应力数值的大小.     

相对弯曲半径对冷弯厚壁型钢残余应力的影响

运用商用有限元程序建立三维的壳模型模拟板料的成型过程。分析了厚度为10mm,相对弯曲半径r/t分别为1,2,3,4的板料在多次成型后,其截面上各节点的轴向残余应力分布情况;以及成型后的模型弯曲段部分点沿径向的轴向残余应力分布。并且通过对四种模型的比较分析得出相对弯曲半径对冷弯残余应力的影响。进而为材料的稳定性分析提供参考,尽可能地为材料的产业化生产提供工艺优化的理论依据。     

盲孔法测曲面残余应力时释放系数的数值模拟

盲孔法是一种测试表层残余应力的高精度机械方法,但现行盲孔法标准的分析和研究都是基于大平板试样,对于待测部位像角焊缝或管表面等非平面的情况,表面形状会对残余应力测试造成多大的影响是文中研究的重点.在材料参数固定的情况下,形状因素直接影响应变释放系数a、b的变化.文中首先基于弹性力学,对比分析平面、凹凸球面模型的几何钻孔截面,发现三者的应力释放差异是由于应变片至孔边的距离D_h不同造成;随后通过ANSYS有限元模拟不同曲率的凹、凸球面模型的钻孔过程,以量化应力释放差异,该模拟结果与D_h随孔深变化的规律一致.另外,基于球面的a、b系数变化结果,提出了适用于包括柱面等所有曲面的a、b系数计算方案.     

钢结构氧气切割开孔残余应力数值分析与实验研究

氧气切割是船体结构临时开孔工艺中的首选方法,其产生的残余应力对后序封孔焊接与结构安全性均有重要影响.基于氧气切割原理,建立了预热火焰与铁氧反应生热的组合热源模型;基于热弹塑性有限元法,建立了氧气切割开孔过程的数值计算模型,并分析了切割温度场与残余应力场分布规律.通过氧气切割开孔实验进行结果验证,采用红外热像仪测量表面温度分布,应用压痕应变法测量残余应力,实验结果与计算结果基本吻合.研究结果表明:在割缝边缘存在超过材料屈服点的拉应力区,其宽度受切割速度、开孔尺寸与纵向约束等因素的影响.     

高分子粘弹性熔体注射成型非等温保压过程的模拟

对粘弹性熔体的注射成型非等温保压过程进行了模拟．数值计算使用有限元／有限差分的混合方法．计算结果表明,由于可压缩性,流道中的熔体能进一步流入模腔,使制品增密．保压过程是一个非等温过程,温度变化对制品性能有较大影响．由于选用了粘弹性本构方程,除了剪切应力外,模型还能预测法向应力分布．理论计算结果与商品软件ＭＯＬＤＦＬＯＷ进行了比较,压力分布吻合较好．     

不锈钢板翅结构钎焊残余应力三维数值模拟

利用有限元软件ABAQUS，对错流不锈钢板翅结构钎焊残余应力进行三维数值模拟，对模拟整个钎焊过程的方法和只模拟冷却过程的简化方法进行了比较．结果表明：由于镍基钎料BNi-2和304不锈钢母材热膨胀系数的差异，在钎焊接头处产生了较大的残余应力．2种分析方法所得的残余应力结果相差不大，残余应力主要在冷却过程中产生．因此，对板翅结构真空钎焊残余应力进行数值模拟，可采用只模拟冷却过程的方法，节约分析时间和成本．     

注塑工艺参数对塑料长尺残余应力的影响

利用Taguchi(田口)实验方法将注塑参数设计为L9实验矩阵,在不同注塑参数下进行数值模拟,找出在模具温度、熔体温度、注射速率及保压压力等工艺参数对注塑残余应力的影响程度.结果表明:所选的工艺参数对于注塑件残余应力的影响程度不一,通过优化参数可以将注塑残余应力值降低,从而达到注塑产品质量的提高.     

采用模腔压力曲线的注塑成型实验

通过模腔压力传感器测量模腔压力,研究模具不同部位的模腔压力曲线,测量注塑过程中的模腔压力和塑料制品残余应力,研究模腔压力曲线与塑料制品残余应力的关系.在此基础上,探讨注射压力和保压压力对模腔压力曲线形状的影响规律.实验结果表明:模腔压力曲线和塑料制品残余应力、注塑工艺参数有很大的关系.     

注射工艺参数对超薄塑件成型影响实验研究

超薄塑件在微机电领域具有巨大的应用潜力，为研究其注塑成型特性，设计制造了一可成型超薄塑件的模具，利用正交试验方法和数值模拟技术研究了各工艺参数（注射速度、注射压力、熔体温度及注射量等）对超薄塑件注塑成型充模过程的影响．研究结果表明注射量及注射速度对超薄塑件注塑成型的填充起主导作用，提高注射速度能大幅度地提高填充率；熔体温度和注射压力相对于注射量和注射速度只起次要作用，但在填充过程中，较高的熔体温度和注射压力也是必要的．该结论为深入开展超薄塑件成型缺陷（如翘曲、熔接痕）的形成机理研究提供了有益的借鉴．     

基于流体传热的高光注塑模温机的开发

为满足高光注塑过程中高温高压水蒸气、高温干空气的制备与加热模具型腔和去除残留水的控制,实现不同高光注塑模具的注塑需求,研究并开发了全新的模具温度控制机。模温机能够针对不同高光模具的注塑需要,选择不同的加热参数,满足大多数产品进行高光注塑的要求。设备不仅制造成本低,而且还易于操作,人机界面友好。     

用正交法分析注塑工艺参数对制品质量的影响

在注塑成型过程中,工艺参数是决定制品质量的重要因素。为了研究工艺参数对制品质量的影响,在注射机上根据正交实验表安排4水平的关键注塑工艺参数(熔体温度、注射压力、注射速度及模具温度)和制品质量间的试验,在此基础上根据实际需要增加了4组追加试验。根据实验结果,用极差分析技术对各因素的显著度进行排序,同时建立了工艺参数和制品质量的神经网络模型,为注塑件质量控制和工艺参数的调整提供了有益的参考。     

气体辅助注射成型充模过程数学模型的建立

根据气体辅助注射成型充模过程的特点,从流体力学基本理论出发,引入合理的假设和简化,建立了描述熔体运动和气体穿透的数学模型,并在边界条件中反映出气体穿透和表面张力对熔体充填的影响．     

顺序浇注成型制品熔接强度预测研究

为了预测顺序浇注成型条件下制品的熔接强度,本文对传统的熔接线强度预测模型进行了修正,该模型采用Sanchez-Lacombe晶格理论来求扩散动力即自由能差,综合考虑熔接处温度和压力分布对粘结度的影响,并结合数值模拟技术来预测熔接线出现在不同位置时的熔接强度.预测结果与实际的顺序浇注成型熔接强度变化规律吻合良好,为合理利用顺序浇注成型工艺控制熔接线出现在指定位置提供了理论依据.     

注塑机电液比例控制的应用研究

在文献综述基础上，对注塑机电液比例控制技术与系统进行深入分析与研究，介绍了作者开发的电液比例压力、流量复合控制阀与电液控制系统及其在ＳＺ－２００／１２０型注塑机上进行过程控制的实验结果．     

某水箱盖注塑成型数值模拟

通过对某水箱盖注塑成型过程的分析,应用正交试验法研究了保压时间,保压压力,熔体温度,冷却时间,注射时间,模具温度等工艺条件,应用PRO/E软件建立了三维模型。用Moldflow/MPI软件对其进行模拟,得到不同参数对翘曲量的影响规律,确定了影响翘曲变形的最主要因素为保压时间,其次是熔体温度。此外,进行单变量分析,分别分析了保压压力、保压时间、熔体温度对变形量的影响。综合两项分析,得出一组使注塑件翘曲变形量最小的工艺参数。