注塑成型制品残余应力和模后收缩的数值模拟

摘要

随着注塑成型制品在各个应用领域的快速发展,成型产品通常要求较高的精度和复杂的形状。但产品的缺陷影响其使用性能。为了节省模具成本和生产周期,对产品的残余应力和收缩的数值模拟就显得尤为重要。研究表明在保压和冷却阶段的压力和温度变化等对注塑制品的残余应力和收缩产生重要影响。本文对成型保压阶段和冷却阶段聚合物制品产生的残余应力和脱模后制品的收缩进行了数值模拟。主要工作及结论如下:
　　 1.基于流体力学基本原理和聚合物熔体的流动特性并对其进行合理的假设和简化,运用时温等效方法建立了注塑成型过程中保压和冷却阶段的残余应力分析数学模型,构造了数值模拟方法。
　　 2.比较了PS材料注塑制品在模内和脱模后的残余应力的数值模拟结果与实验结果,分析了保压和冷却阶段残余应力工艺参数对注塑制品残余应力的影响程度,模拟结果表明:提高保压压力,制品的平面残余应力变大；增加模具温度,制品在厚度方向上的拉应力分布范围变宽；熔体温度和注射速度对制品的残余应力影响较小。
　　 3.建立了注塑成型制品的收缩模型,对PS材料注塑成型制品的收缩进行了模拟分析。模拟结果表明:提高保压力、熔体温度和模具温度均能减小制品的收缩；注射速度对制品收缩的影响较小。结果表明收缩的模拟结果与实验结果相符。