長條狀注塑件翹曲預(yù)測的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著對注塑制件精度要求的不斷提高，翹曲作為成型缺陷受到越來越多的關(guān)注。其形成原因很多，且相互耦合影響使得分析非常困難。長條型注塑件長度尺寸大，導(dǎo)致翹曲成為其最突出的成型缺陷，并且變形難以控制。
　　注塑成型過程中，聚合物在冷卻至固化溫度以下時仍具有塑性變形能力，但其相對于熔融態(tài)的塑性變形而言很小，以往處理方式是將其忽略或采用有誤差的應(yīng)力松弛模型表征。這對普通制品而言并不會影響其分析精度。但是對長條狀制件而言，其在長度方向上尺寸大，

2、在該方向上塑性變形累加后會產(chǎn)生明顯的翹曲。故本文在考慮這一問題的基礎(chǔ)上，運用數(shù)值方法對長條狀塑件成型過程中的保壓冷卻階段進(jìn)行翹曲分析。
　　造成翹曲的直接原因是殘余應(yīng)力分布不均而導(dǎo)致截面上各部分收縮變形不一。而殘余應(yīng)力可分為流動殘余應(yīng)力和熱殘余應(yīng)力，后者比前者大一個數(shù)量級左右，故可認(rèn)為熱殘余應(yīng)力是導(dǎo)致的翹曲的主要原因。
　　本文通過數(shù)值模擬分析保壓冷卻階段的熱應(yīng)力發(fā)展?fàn)顟B(tài)來預(yù)測翹曲。首先，基于注射成型機理提出適當(dāng)?shù)募僭O(shè)，將長

3、條型注塑件沿長度方向離散，并將離散后的截面作為分析模型來簡化計算。其次，確定合理的計算步長、初始條件和邊界條件，運用熱傳導(dǎo)原理和有限元方法，計算二維瞬態(tài)溫度場。再次，建立Maxwell基礎(chǔ)上改進(jìn)的四元件模型來表征聚合物在玻璃化溫度下的力學(xué)變化和塑性行為，模擬分析制件在型腔內(nèi)的應(yīng)力、應(yīng)變及蠕變的發(fā)展規(guī)律。然后，塑件降至室溫，通過應(yīng)力等效力矩求得彎曲曲率，進(jìn)而插值擬合桿件曲率方程，最終得到塑件的翹曲。此外，考慮固化后聚合物的粘彈特性，并用預(yù)