隨著碳纖維環(huán)氧樹脂材料的零部件在各個行業(yè)的廣泛應(yīng)用,用于生產(chǎn)零部件的模具類型日益增多,熱壓方式作為其中一種類型得到了長足發(fā)展,模具的成型效果、失效分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為重要研究方向。由于熱壓模具的特性,一般不能再制造,一旦損壞將嚴(yán)重影響企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程,降低生產(chǎn)效益,因此探討影響模具失效的因素并對其進(jìn)行優(yōu)化具有實(shí)際意義與價值。本文主要從熱壓工藝參數(shù)以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計這兩個方面對影響模具失效的因素進(jìn)行了分析與討論。利用熱壓工藝原理、傳熱學(xué)相關(guān)的機(jī)理以及有限元相關(guān)理論知識,使用ABAQUS對模具熱壓過程建立三維熱力-耦合模型,得到了陰模和陽模熱應(yīng)力和熱應(yīng)變的大小及分布情況。通過對不同溫度和不同壓力情況下的模型的熱應(yīng)力和熱應(yīng)變規(guī)律進(jìn)行分析,探求不同因素對模具熱應(yīng)力與熱應(yīng)變的影響規(guī)律。對模具流膠孔的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,利用正交試驗(yàn)設(shè)計方法,從孔的直徑（A）,孔的間距（B）,孔與上表面的距離（C）,最右側(cè)孔與側(cè)表面的距離（D）這四個因素入手,設(shè)置單目標(biāo)優(yōu)化模型。選擇出9組具有代表性的試驗(yàn)方案,在ABAQUS中分析各個因素對模具熱變形的影響,并通過極差直觀分析法找到四個因素的主次關(guān)系,得到了模具流膠孔結(jié)構(gòu)參... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

模具的失效形式

中北大學(xué)學(xué)位論文7（7）模內(nèi)急熱急冷技術(shù)1.5本文研究內(nèi)容本文針對某異形件的H13熱作模具鋼熱壓模具，如圖1-2所示，利用UG軟件建立熱壓模具的簡化模型，借助ABAQUS有限元分析軟件對其進(jìn)行熱壓過程中的熱力耦合數(shù)值模擬，確定模具熱應(yīng)力集中區(qū)域以及最大應(yīng)力、應(yīng)變及位移，考慮不同溫度，不同壓力參數(shù)對模具應(yīng)力應(yīng)變的影響，并針對模具流膠孔的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計，確定最優(yōu)參數(shù)。圖1-2某異形件的H13鋼熱壓模具實(shí)物圖Fig.1-2PhysicalpictureofH13steelhotpressingmoldforaspecial-shapedpart主要的研究工作如下：（1）對熱壓成型技術(shù)、熱壓模具的概念進(jìn)行闡述，并對當(dāng)前國內(nèi)外對模具的研究現(xiàn)狀和方向進(jìn)行闡述。（2）對影響模具失效的因素進(jìn)行研究，并針對某H13熱作模具鋼材料的熱壓模具及成型過程進(jìn)行分析，確定影響模具壽命的相關(guān)因素。（3）對熱壓工藝原理、傳熱學(xué)相關(guān)的機(jī)理、有限元相關(guān)理論進(jìn)行分析研究，利用相關(guān)的理論知識，對模具相關(guān)的的換熱系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行計算與設(shè)定，建立模具熱壓過程的三維熱力-耦合模型。（4）探討熱壓溫度與熱壓壓力對模具熱應(yīng)力與熱應(yīng)變的影響。

纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而生。碳纖維（carbonfiber，簡稱CF）是一種含碳量超過90%的纖維材料，以其高強(qiáng)度、高模量的優(yōu)勢而被廣泛使用[46]。碳纖維密度小于比金屬鋁，卻具有高于鋼鐵的強(qiáng)度。并且具有高強(qiáng)度、高耐化學(xué)性、高硬度、耐高溫、重量輕等特性。碳纖維是對碳元素和纖維材料兩種材料的融合，兼具碳材料本身的物理化學(xué)性質(zhì)和紡織纖維的易加工、質(zhì)軟的優(yōu)勢，是新一代的增強(qiáng)纖維。這也使碳纖維能夠在上至航空航天、下至土木工程、大到軍事領(lǐng)域、小到賽車等競技體育運(yùn)動制品都能夠滿足其使用需求，因而應(yīng)用十分廣泛。圖2-1碳纖維Fig.2-1Carbonfiber環(huán)氧樹脂泛指一類高分子環(huán)氧低聚物，這一類物質(zhì)含有兩個或兩個以上的環(huán)氧基，骨架為脂肪族、脂環(huán)族或者芳香族等有機(jī)化合物，并且能夠在環(huán)氧基團(tuán)的反應(yīng)中產(chǎn)生有用的熱固性產(chǎn)物。當(dāng)其與固化劑發(fā)生反應(yīng)時便可形成有具體的三維形狀的一種熱固性塑料。環(huán)氧樹脂本身幾乎沒有什么使用價值，只有在與固化劑生成人們所需形狀的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時才有應(yīng)用價值。常用的三大熱固性樹脂有環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂還有酚醛樹脂[47]，其中環(huán)氧樹脂種類與牌號最多，性能也各異，幾乎可以滿足各種不同使用性能以及各種工藝要求，這是環(huán)氧樹脂的優(yōu)勢所在。纖維增強(qiáng)材料在樹脂的固化作用下變成

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]H13鋼表面磨損行為的數(shù)值模擬研究及模具壽命預(yù)測[D]. 陳杰.吉林大學(xué) 2015
[4]超高強(qiáng)度鋼板熱沖壓模具疲勞壽命研究[D]. 丁波.重慶交通大學(xué) 2015
[5]超高強(qiáng)度鋼熱成形模具冷卻系統(tǒng)研究[D]. 代尚軍.吉林大學(xué) 2014
[6]先進(jìn)高強(qiáng)鋼沖壓模具的疲勞分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 范樂.湖南大學(xué) 2014
[7]熱壓過程對中密度纖維板剖面密度影響因子的研究[D]. 趙藝斐.東北林業(yè)大學(xué) 2014
[8]浪形保持架自動拆解壓力機(jī)的研制[D]. 邵文強(qiáng).大連理工大學(xué) 2013
[9]用雙三次混合孔斯曲面填充N-邊域[D]. 昝志聞.遼寧師范大學(xué) 2012
[10]高強(qiáng)度鋼板熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)值分析研究[D]. 黃英.吉林大學(xué) 2012



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