金屬粉末注射成型充模過(guò)程仿真研究及其軟件開(kāi)發(fā).pdf

1、金屬粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding,簡(jiǎn)稱MIM)的工序當(dāng)中,MIM制品可能的缺陷基本都是在充模流動(dòng)過(guò)程中形成的,因此開(kāi)發(fā)MIM充模流動(dòng)過(guò)程仿真軟件,對(duì)金屬粉末模具制品的設(shè)計(jì)有著重要的實(shí)際意義.本文對(duì)MIM充模流動(dòng)過(guò)程仿真軟件Moldfill的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了研究,采用面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒ㄟM(jìn)行了系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì),使用統(tǒng)一建模語(yǔ)言(Unified Modeling Language,簡(jiǎn)稱UML)建立了軟

2、件的用戶模型、靜態(tài)模型以及動(dòng)態(tài)模型,描述了系統(tǒng)的功能需求、事件流程、類的結(jié)構(gòu)與關(guān)系、對(duì)象之間的交互與通信、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)以及輸入輸出文件格式.通過(guò)這種方式,優(yōu)化了軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程,增加了軟件的可讀性、穩(wěn)定性以及可維護(hù)性.在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,使用Visual C++與Delphi編程實(shí)現(xiàn)了MIM充模過(guò)程仿真軟件MoldFill.為了實(shí)現(xiàn)軟件的前處理系統(tǒng),提出了由邊界向內(nèi)部逐漸推進(jìn)的有限元三角形網(wǎng)格生成算法,它從STL格式文件中獲取網(wǎng)格邊界,并

3、且將邊界離散化,然后由離散化的邊界點(diǎn)自動(dòng)生成網(wǎng)格.為了實(shí)現(xiàn)充模流動(dòng)分析系統(tǒng),采用控制體積法跟蹤流動(dòng)前沿;采用有限元法進(jìn)行壓力場(chǎng)分析,并說(shuō)明了粘度、流導(dǎo)等重要數(shù)據(jù)的迭代求解過(guò)程;采用時(shí)間與厚度方向的有限差分法進(jìn)行溫度場(chǎng)計(jì)算,推導(dǎo)出了溫度場(chǎng)求解的矩陣形式.為了實(shí)現(xiàn)軟件的圖形功能,采用了OpenGL圖形庫(kù)編程.應(yīng)用MoldFill對(duì)W-Ni-Fe喂料在一中間有孔的型腔內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行了分析計(jì)算,運(yùn)行結(jié)果表明:(1)網(wǎng)格生成算法適應(yīng)任意形狀的單連通