塑料注射模具變形計(jì)算的邊界元法.pdf

1、注射成型過程中,由于熔體壓力的作用,模具型腔表面承受較高的載荷而產(chǎn)生變形。模具變形不僅影響制品的尺寸精度,也決定了模具的成本和壽命。由于型腔表面熔體壓力是不均勻分布的,這使得在對(duì)模具變形進(jìn)行數(shù)值分析時(shí)，邊界加載困難，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)分析軟件不能直接計(jì)算模具變形，而現(xiàn)有的主流注射成型CAE軟件也沒有實(shí)現(xiàn)這一功能。
　　針對(duì)上述問題，本文著力于塑料注射模具變形的數(shù)值分析方法,主要研究了求解三維彈性力學(xué)無(wú)摩擦接觸問題的邊界元法,完成了如下四項(xiàng)

2、工作。
　　(1)研究了幾種典型的邊界元單元類型及相應(yīng)的邊界奇異積分的消除方法,全面實(shí)現(xiàn)了三角形單元、四邊形單元的彈性邊界元法,可以支持混合單元、線性單元和二次單元。
　　(2)對(duì)影響計(jì)算精度和求解速度的各種因素進(jìn)行了全面分析,數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明:為了提高求解精度,網(wǎng)格離散越細(xì)致,離散誤差越小;采用直接法求解邊界元方程組時(shí),數(shù)據(jù)必須采用雙精度存儲(chǔ)類型,避免計(jì)算過程中截?cái)嗾`差;數(shù)值積分(Gauss、Hammer)階次對(duì)求解精度影響有

3、限,應(yīng)該選擇合理的積分階次;在零件存在彎曲變形的情況下,盡量采用二次單元。
　　(3)針對(duì)無(wú)摩擦接觸問題,基于點(diǎn)—點(diǎn)接觸模型和點(diǎn)—面接觸模型,推導(dǎo)了三維彈性接觸問題邊界元法的格式,基于相容型網(wǎng)格,完成了接觸問題的求解。
　　(4)在上述研究基礎(chǔ)上,初步實(shí)現(xiàn)了基于邊界元法的塑料注射模具變形計(jì)算。并與結(jié)構(gòu)分析軟件 ANSYS的計(jì)算結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比和驗(yàn)證。對(duì)比結(jié)果表明基于邊界元法的模具變形分析省去了單元網(wǎng)格配對(duì)、中間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)