本文關(guān)鍵詞：基于CAE與DOE的家用電鉆優(yōu)化設(shè)計　出處：《蘇州大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著計算機技術(shù)在注塑領(lǐng)域以及產(chǎn)品可靠性檢測等領(lǐng)域的深入應(yīng)用,產(chǎn)品的研發(fā)周期以及成本都隨之降低。電鉆外殼作為重要組件之一,主要利用注塑成型工藝將工程塑料加工而成,其結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅影響成型質(zhì)量,同時,對于產(chǎn)品的可靠性也有明顯的影響。同時,電鉆對于加工精度、使用可靠性、使用壽命、性能水平等均有一定的要求,此時,對于其極限工況下的模擬分析就顯得非常必要。本論文以J1Z-FM-13電鉆為研究對象,主要工作以及研究成果包括以下三方面:(1)以電鉆外殼總體設(shè)計的基礎(chǔ)上,分析了其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征,利用Moldflow模擬外殼在注塑成型過程中的充填、保壓以及翹曲等成型過程,分析了充填時間、充填結(jié)束時的壓力、熔接痕、流動前沿溫度以及翹曲變形,最后得到結(jié)果:塑料充填時間短,未出現(xiàn)短射以及滯留等缺陷;充填壓力均衡;熔接痕少;流動前沿溫度在塑料加工溫度范圍內(nèi);外殼整體變形量小。(2)利用CAE與DOE技術(shù),基于Moldflow仿真實驗數(shù)據(jù),利用不同的試驗方法針對不同目的進行實驗。通過全因子實驗方法,以熔料溫度、模具溫度、注射時間、保壓壓力、保壓時間以及冷卻時間六個工藝參數(shù)作為實驗因子,以制品翹曲變形量以及體積收縮率為研究目標,確定了熔體溫度、模具溫度、保壓壓力、保壓時間四個工藝參數(shù)對于制品翹曲變形量和體積收縮率影響最為顯著,并確定了各工藝參數(shù)之間的交互作用;根據(jù)Moldflow中DOE實驗方案最后所得結(jié)果,確定最優(yōu)工藝參數(shù)組合。(3)在模流分析優(yōu)化的基礎(chǔ)上,結(jié)合可靠性試驗的要求,完成了熱變形、隨機振動、跌落沖擊、噪聲分析以及關(guān)鍵部位強度校核。在熱變形方面,探討了電鉆在極限溫度下的應(yīng)變和應(yīng)力,且最大應(yīng)力值小于許用應(yīng)力值;在隨機振動方面,在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上,施加X、Y方向的功率譜密度,結(jié)果可看出其3σ應(yīng)力和變形響應(yīng)值很小;在跌落方面,從底面、側(cè)面以及45°三個方向上研究外殼跌落瞬間的最大應(yīng)變情況,最大應(yīng)力發(fā)生在底面跌落,但仍小于其屈服強度;噪聲分析結(jié)果顯示,在第一固有頻率導(dǎo)致的聲壓下,聲壓值遠遠小于國標規(guī)定;在關(guān)鍵部位的強度校核方面,主要考慮到轉(zhuǎn)子芯軸小齒輪與輸出系統(tǒng)的大齒輪之間的嚙合情況,結(jié)果顯示,最大應(yīng)力發(fā)生在轉(zhuǎn)子芯軸小齒輪的接觸齒面部分,小于材料對應(yīng)的屈服強度。最后,利用曲面響應(yīng)法,進一步探討電鉆外殼設(shè)計對于外殼整體的受力、變形的影響。綜上所述,在具有較強的工程應(yīng)用背景下,本文從注塑成型以及可靠性實驗兩方面,結(jié)合優(yōu)化理論,以此實現(xiàn)CAE技術(shù)對于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的理論指導(dǎo),進一步為家用電動產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計提供一定的理論依據(jù)。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TS914.5

【參考文獻】

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