三维塑封充模过程数值模拟方法

针对塑封充模过程,提出了三维塑封充模过程模拟的稳定性数值计算方法.该方法采用N S方程联合树脂固化反应方程描述三维塑封充模过程,并采用FAN(Flow Analysis Network)方法跟踪流前.为了避免方程求解过程中产生的数值振荡,对动量方程采用GLS(Galerkin Least Square)计算格式,对能量方程采用GLS\\GGLS(Gradient Galerkin Least Square)相结合的计算格式,对反应方程采用SUPG(Streamline Upwind Petrov Galerkin)计算格式.实验证明,该方法具有较好的稳定性和较高的数值精度.     

注塑充模过程的数值模拟及计算机图形显示

利用控制容积数值计算方法对充模过程的充模阶段进行模拟,并利用计算机图形技术对模拟结果作了图形显示。在文中利用Sun-3/160工作站底层图形功能,显示了不同时刻模腔内的温度场和速度场,生动形象地再现了充模阶段的动过程。     

注射成型残余应力的数值模拟

对注射成型过程中的残余应力进行了研究.针对注射成型的特点,采用线性粘弹性模型计算了注射成型过程中温度和压力引起的残余应力,充分考虑了保压压力和应力松弛对残余应力的影响,数值实现中采用了在时间上有限差分的计算方法.通过模拟计算平板形状制品残余应力在壁厚方向和流动方向上的分布及其在成型中的变化过程,深入讨论了注射成型过程中残余应力的形成机理和演变情况.实验证明了所提出的残余应力模型和计算方法的正确性与合理性.通过预测和优化注射成型中的残余应力,可以提高制品最终形状的尺寸稳定性和力学性能,对实际生产有一定的指导意义.     

注射过程螺杆计量段三维流场的数值模拟

针对头部无螺纹和有螺纹的注塑螺杆,使用POLYFLOW软件数值模拟了注塑机螺杆计量段熔料在注射过程中的三维等温流场.讨论了两种螺杆流道的yz平面上和xy平面上不同时刻的速度场、压强场、剪切应力场和黏度场.计算结果表明,有螺纹的注塑螺杆沿着螺杆的轴线方向其速度梯度和压强值明显地增大,加强了头部熔料的剪切稀化作用,使熔料黏度降低.螺杆头部的螺纹明显阻碍了后方熔料向前流动,使得螺杆螺槽中熔料的速度梯度和压强降低,黏度增加,剪切稀化作用减弱.     

注射过程螺杆计量段三维流场的数值模拟

针对头部无螺纹和有螺纹的注塑螺杆,使用POLYFLOW软件数值模拟了注塑机螺杆计量段熔料在注射过程中的三维等温流场.讨论了两种螺杆流道的yz平面上和xy平面上不同时刻的速度场、压强场、剪切应力场和黏度场.计算结果表明,有螺纹的注塑螺杆沿着螺杆的轴线方向其速度梯度和压强值明显地增大,加强了头部熔料的剪切稀化作用,使熔料黏度降低.螺杆头部的螺纹明显阻碍了后方熔料向前流动,使得螺杆螺槽中熔料的速度梯度和压强降低,黏度增加,剪切稀化作用减弱.     

气体辅助注射注气充填数值模拟软件的开发

系统介绍了所研制的气辅注射成型注气充填过程数值模拟软件的功能，主要模块的结构及流程框图以及软件的主要界面等。该软件最重要的模块是有限元分析模块，该模块又包括压力分析和温度分析两个子模块。这两个子模块功能的实现是气辅注射成型注气充填过程数值模拟软件实现的关键。     

沉降离心机圆形转鼓内液面速率的数值模拟

沉降离心机的生产能力取决于流体的轴向速率和周向速率,因此对沉降离心机转鼓内流体速度的研究有助于沉降离心机的结构优化设计。本文对沉降离心机圆形转鼓内流体速度进行了数值模拟,研究发现自由液面周向速率滞后随流量和液池深度增大而增大,自由液面轴向速率受流量、液池深度和转鼓转速的影响,并给出了它们之间的关系式。     

注射成型的计算机数值模拟中参数S的探讨

在注射成型的数值模拟中,流导S是一个在压力场和温度场求解过程中耦合压力方程和能量方程的关键参数,基于材料非弹性、非牛顿、非等温的流动充填机理及边界条件,建立了温度、剪切速率、粘度、流导S的数学模型,并采用了外推法和非流温度法计算流导,研究结果表明：流导S与压力的相关性决定了压力代数方程的线性性;S是模腔半厚度h的增函数;非流温度法减少了外推法过度外推引起的误差。     

基于改进遗传算法的RTM注射速率优化

针对目前遗传算法初始种群大多数为随机产生,注射速率优化过程容易早熟或不收敛问题,提出了基于注射速率规则的改进遗传算法。在大量注射速率历史数据基础上,建立了注射速率影响因素决策表,提出了规则相似度计算模型。由基于规则的种群生成算子生成初始种群,以填充质量最优为目标,并构造适应度函数,然后进行遗传操作,最后采用面向对象编程语言实现该算法。实例表明该算法比标准遗传算法收敛更快,而且在用该算法优化得到的注射速率下的充填质量比在用标准遗传算法优化得到的注射速率下的充填质量更好,说明采用改进遗传算法优化注射速率更为合理和可靠。     

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。     

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.     

泵盖气辅成型和注射成型的MPI仿真比较

利用MPI软件对泵盖分别进行气体辅助注射成型和传统注射成型的仿真分析,结果发现应用气体辅助注射成型的泵盖塑件在充填时间、体积收缩率、气穴、熔接痕、充填结束时的体积温度和合模力等方面比传统的注射成型更具优势,因此利用气体辅助注射成型技术对改善制品质量、提高生产效率和节能降耗等有重要意义.     

注射模冷却系统的计算机模拟

冷却系统的计算机模拟是相当有效的工具,它在注射模具设计中的应用有广泛的前途.本文作了注射模的冷却分析,建立了冷却分析的数学模型,推导了传热有限元理论计算,并对具体实例进行了传热有限元计算机程序的编写.本程序的有限元法在分析注射模热行为中得到了发展,程序应用了二次等参数单元,且能自动地进行单元划分,显示模具截面内的等温线预测图.由此本程序优化冷却管道的布置,选择最有效的冷却剂温度和准确预测最短冷却时间,从而达到提高传热的速率和平衡整个模具内的传热.     

基于三维表面模型的注射成型充填模拟

充填模拟的计算机软件在预测复杂薄壁型腔的流动行为方面已经比较准确。现行的数值方法都是采用基于中性层的有限元／有限差分法,但中性层模型的引入使得模拟软件在应用中具有极大的局限性。本采用表面模型取代中性层模型,通过附加在壁厚方向上的边界条件来保证同一截面上对应表面的协调流动,这一创新使由现行的模具设计CAD系统产生的型腔模型可以直接应用于CAE软件,突破了原有软件的建模瓶颈。最后应用实例论证了本算法的合理性与可靠性。     

用数值计算求解吹吸气流的速度分布

对速度分布进行了理论和实验研究，应用数值计算求解流场中速度分布，确定了对于吹吸式通风装置设计计算有重要实用价值的临界断面位置。理论计算结果与试验数据基本一致。     

高速碰撞问题的SPH方法模拟

给出了全应力张量空间中的光滑粒子流体动力学方法插值公式，利用该方法编制程序对高速碰撞问题进行了数据模拟，给出了正碰撞和斜碰撞2个算例，得到了合理的模拟结果。表明该方法可以运用于冲击力学问题的数值模拟计算。