注射模流动平衡设计

摘要

注射模的浇注系统是指从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，它是模具的一部分，一般分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两大类。它的布局和尺寸决定了熔融塑料在充模过程中经过浇注系统时的注射压力损失和热损失的大小。 在实际生产中，为提高生产效率常采用一模多腔模具来生产中、小型塑料制件。对多型腔模具设计来说，为保证各型腔制件的件重、性能等质量指标均匀一致，必须对浇注系统进行平衡分析，以使浇注系统流动平衡，即各型腔在相同压力下同时充满。 本文针对制品质量对流动平衡的要求，在型腔、流道布局和浇口尺寸一定的情况下建立了基于数值模拟的流道直径反演模型，利用Bregman正则化方法求解该反问题，并编制了相应的程序，利用算例验证了本文提出方法的有效性。 本文共分五章，主要内容如下： 第一章是文献综述和选题背景。首先简要介绍了注射模浇注系统，然后对流道平衡设计的研究历史和现状进行了概述，同时回顾了注射模CAE技术的发展概况，并在此基础上引出本文的研究工作。 第二章对注射模充模过程的数值模拟进行了介绍。它是本文反演问题的正问题控制方程及其数值实现，是本文研究的基础。 第三章是反演模型的建立。首先，对反问题进行了概述，然后建立流道平衡直径反演模型。 第四章是流道直径反演问题的求解。将D-函数作为正则化泛函引入本文反演问题的求解，提出一种新的流道设计方法，即流道直径反演的Bregman正则化方法。数值算例体现了该方法的可行性及将其扩展到其它诸如工艺参数等注塑优化问题中去的可能性。 第五章是对全文的总结，也提出了几个可以参考本文内容进一步展开的工作方向。 本文研究工作得到国家自然科学基金重大项目(10590354)和国家自然科学基金项目(10572031)的资助。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：资助

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1绪论

1.1注射模浇注系统

1.1.1注塑成型简介

1.1.2注射模浇注系统

1.2流道平衡设计研究历史和现状

1.3注射模CAE技术概况

1.3.1注射模CAE技术的作用和意义

1.3.2注射模CAE技术的发展现状

1.3.3注射模CAE技术的发展趋势

1.4本文出发点

2注塑成型充模过程的数值模拟

2.1型腔充填过程的数学模型

2.1.1充模过程的控制方程及简化

2.1.2边界条件

2.2浇注系统充模过程的控制方程

2.3材料模型

2.4流动模拟的实现

3流道平衡反问题

3.1反问题概述

3.2流动平衡反问题的提出

3.2.1注塑成型中的反问题

3.2.2流动平衡反问题

3.3流道直径反演模型

3.3.1一般反问题的正则化模型

3.3.2流道直径反演的正则化模型

4流道直径反演的Bregman正则化方法

4.1 D函数基础

4.2流道直径反演的Bregman正则化方法

4.3流动平衡的程序实现

4.3.1 Bregman正则化方法的迭代算法

4.3.2 Bregman正则化方法的计算框图

4.4数值算例

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢