多型号注塑机虚拟仿真系统的实现

虚拟仿真注塑机是开展设备操作培训、虚拟注塑实验的有效工具,但注塑机的型号种类繁多,各型号注塑机的控制面板、成型参数以及注塑机动作方式都有所不同,使用单一型号的虚拟注塑机不能满足使用需求。通过提取注塑机的共同特点,设计共有基类,然后根据不同注塑机的特点进行派生特有子类,可以方便地扩展设计出多型号的虚拟注塑机系统。实例表明,该方法切实有效,能够满足使用需求。

基于数值模拟的注射成型聚碳酸酯热/流动残余应力的壁厚特性

分别基于线性黏弹性模型和可压缩黏弹本构模型,采用相应的有限差分法和有限体积法作为控制方程的离散方法,以计算注射成型制品的流动残余应力和热残余应力。实现了对3 mm,7 mm和11 mm厚度注射成型聚碳酸酯平板的流动残余应力和热残余应力的数值模拟,并结合注射成型实验,分析了薄壁/厚壁制件流动残余应力、热残余应力和总残余应力的分布规律差异。计算结果表明,热残余应力区主要围绕平板边缘分布,中心区域的热残余应力明显低于边缘部分。随壁厚的增加,热残余应力逐渐上升,高残余应力分布面积明显增加,当壁厚从3 mm增加到11 mm,分布面积至少增加2倍以上;流动残余应力均表现为沿熔体流动方向递减的规律。随壁厚的增加,流动残余应力显著降低。当壁厚从3 mm增加到11 mm,最大流动残余应力从15 MPa降低到1.5 MPa,下降幅度达到90%;随着壁厚的增加,流动残余应力对平板总残余应力的贡献逐渐降低,热残余应力的贡献则逐渐增大。对于3 mm薄壁制件,流动残余应力占绝对主导地位;当平板厚度增加至7 mm时,近浇口区流动残余应力主导,远浇口区热残余应力主导;对于11 mm厚壁制件,热残余应力占绝对主导地位。不同壁厚平板的残余应力分布的数值模拟与实验结果吻合度较好,表明文中的数值模拟方法可以有效计算残余应力。