狹縫型腔微注塑成型充填過程的數(shù)值模擬.pdf

1、授子單位代碼學號或申請?zhí)?0459200612019080503033級文學論大位州學鄭士碩(科學學位)狹縫型腔微注塑成型充填過程的數(shù)值模擬院系名稱:材料科學與工程學院學科門類:工學專業(yè)名稱:材料加工工程作者姓名:朱文娜導師姓名、職稱:王利霞教授申長雨教授2009年5月20日鄭州大學碩士學位論文摘要伴隨著微機電系統(tǒng)技術(shù)而發(fā)展的微注塑成型技術(shù)，目前已在微機械、微電子、微光學及生物醫(yī)學等領(lǐng)域獲得了較廣泛的應用。然而，由于微型塑件的結(jié)構(gòu)尺寸與

2、體積極其微小，在微注塑成型充填過程中，高聚物熔體流過微小通道時的流變特性與傳統(tǒng)注塑成型時有許多不同，因而影響微型塑件成型質(zhì)量與傳統(tǒng)大尺寸塑件成型質(zhì)量的關(guān)鍵因素有所不同。微注塑成型中，聚合物熔體充填過程直接影響著微塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是成型中最重要的階段。因此，對微尺度型腔內(nèi)熔體充填流動行為，尤其對微尺度效應進行深入研究，建立描述微注塑成型的數(shù)學模型及高效的數(shù)值方法，實現(xiàn)對微注射成型過程的數(shù)值模擬，對優(yōu)化設計微注塑模具、合理設置成型

3、工藝參數(shù)和提高微型塑件質(zhì)量都具有重要的理論意義和實用價值。本文結(jié)合微注塑成型的特點，對微注塑成型充填過程進行了數(shù)值模擬，主要工作和結(jié)論如下:1.借鑒宏觀熔體充填流動理論，比較了微型注塑成型技術(shù)與傳統(tǒng)注塑成型技術(shù)的差異。對微注塑成型熔體充填過程中的影響因素進行了系統(tǒng)的分析，并引入了Eringen一Okada微觀粘度模型和Rosenbaum一Hatzikiriakos壁面滑移速度模型。2.針對狹縫微流道中高聚物熔體的穩(wěn)態(tài)流動進行了分析，分別

4、考慮了微觀粘度、壁面滑移對穩(wěn)態(tài)流動的影響及二者的共同作用對穩(wěn)態(tài)流動的影響，通過算例分析了微觀粘度和壁面滑移對微流道中熔體流動的影響規(guī)律及重要性。3.從粘性流體力學的基本方程出發(fā)，結(jié)合微注塑成型過程的流動特點，進行合理簡化和假設，并引入微觀粘度模型和壁面滑移模型，建立熔體在狹縫微型腔內(nèi)充填的數(shù)學模型采用混合有限元有限差分控制體積法實現(xiàn)微注塑充填過程的數(shù)值模擬通過算例分析討論了微觀粘度和壁面滑移對高聚物熔體在微型腔內(nèi)充填過程的粘度、速度、壓