本文關(guān)鍵詞：基于有限元整體式熱流道二級(jí)熱噴嘴極限長(zhǎng)度的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：歷經(jīng)幾十年的發(fā)展,熱流道技術(shù)在塑料注射成型模具行業(yè)中已經(jīng)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。熱流道技術(shù)的應(yīng)用能使生產(chǎn)效率提高、原材料節(jié)約、成本降低、自動(dòng)化水平提升等,被譽(yù)為塑料工業(yè)的綠色制造。但近幾年,被廣泛應(yīng)用的整體式熱流道系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中,經(jīng)常出現(xiàn)熔融塑料滲漏或二級(jí)熱噴嘴斷裂問(wèn)題,直接影響企業(yè)生產(chǎn)和造成經(jīng)濟(jì)損失。本文針對(duì)整體式熱流道二級(jí)熱噴嘴的斷裂問(wèn)題展開(kāi)深入的理論分析和工藝研究。融合傳熱學(xué)、材料力學(xué)等理論,以汽車(chē)裝飾條的整體式熱流道系統(tǒng)(二級(jí)熱噴嘴外徑為25mm,長(zhǎng)度189.5mm)為研究對(duì)象,構(gòu)建二級(jí)熱噴嘴斷裂模型,設(shè)定不同的中心距L和二級(jí)熱噴嘴長(zhǎng)度h的比例參數(shù),對(duì)二級(jí)熱噴嘴的極限長(zhǎng)度系數(shù)α[即(l/h]的主要影響因素進(jìn)行分析,充分利用有限元ANSYS Workbench強(qiáng)大的分析能力和多物理場(chǎng)耦合功能,進(jìn)行多種設(shè)定條件下的數(shù)值模擬,確定二級(jí)熱噴嘴的極限長(zhǎng)度系數(shù)α并優(yōu)化,最后設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)一步驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)通過(guò)理論計(jì)算,利用排除法,歸納出二級(jí)熱噴嘴斷裂的原因,構(gòu)建斷裂模型。針對(duì)二級(jí)熱噴嘴的斷裂問(wèn)題或熱流道系統(tǒng)的滲漏問(wèn)題進(jìn)行探討,歸納實(shí)際使用環(huán)境和工況載荷下導(dǎo)致二級(jí)熱噴嘴斷裂的各種影響因素如：螺紋連接、溫差載荷、閥針沖擊、注射壓力等。在對(duì)每一個(gè)影響因素展開(kāi)分析和詳細(xì)計(jì)算的基礎(chǔ)上,構(gòu)建出二級(jí)熱噴嘴的數(shù)值模擬模型。(2)進(jìn)行數(shù)值模擬,求解確定二級(jí)熱噴嘴的極限長(zhǎng)度系數(shù)α的理論值。主要是運(yùn)用有限元分析平臺(tái)ANSYS Workbench,在不同的加熱溫度、二級(jí)熱噴嘴撓度或中心距L和二級(jí)熱噴嘴長(zhǎng)度h的比例系數(shù)等參數(shù)變量,分別對(duì)整體式熱流道系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬,研究其周?chē)鷾囟葓?chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的分布情況。在每次模擬分析中,利用控制變量的原則,分別將其中一種影響因素為變量展開(kāi)討論。(3)擬定相關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行驗(yàn)證。主要是搭建與實(shí)際應(yīng)用相近的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)整體式熱流道系統(tǒng)的加熱溫度、二級(jí)熱噴嘴的外徑、縮短二級(jí)熱噴嘴長(zhǎng)度等參數(shù)變量的改變來(lái)設(shè)置三組實(shí)驗(yàn),對(duì)數(shù)值模擬數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)和模擬數(shù)據(jù)都進(jìn)行二項(xiàng)式擬合,從擬合的匹配比中可以分析數(shù)據(jù)的可靠性。驗(yàn)證結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)基本吻合,變化趨勢(shì)基本一致。(4)極限長(zhǎng)度系數(shù)α的經(jīng)驗(yàn)公式確立。主要是針對(duì)相關(guān)的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,重點(diǎn)討論中心距和二級(jí)熱噴嘴長(zhǎng)度的相對(duì)比例關(guān)系對(duì)熱變形斷裂的影響,確立二級(jí)熱噴嘴的極限長(zhǎng)度系數(shù)α的經(jīng)驗(yàn)公式,為整體式熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。本研究對(duì)整體式熱流道系統(tǒng)在塑料注射模具中的推廣應(yīng)用具有積極意義。
【關(guān)鍵詞】：熱流道系統(tǒng) 二級(jí)熱噴嘴 斷裂 極限長(zhǎng)度系數(shù) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ320.662
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 引言14
• 1.2 背景14-18
• 1.2.1 熱流道系統(tǒng)簡(jiǎn)介15-16
• 1.2.2 整體式熱流道系統(tǒng)在應(yīng)用中存在的問(wèn)題16-18
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.5 本章小結(jié)22-23
• 第二章 二級(jí)熱噴嘴斷裂研究的理論基礎(chǔ)23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 熱傳遞的三種方式23-32
• 2.2.1 熱傳導(dǎo)24-28
• 2.2.2 熱對(duì)流28-31
• 2.2.3 熱輻射31-32
• 2.3 二級(jí)熱噴嘴的斷裂模型建立32-35
• 2.3.1 斷裂模型建立32-33
• 2.3.2 撓度計(jì)算33-34
• 2.3.3 斷裂理論34-35
• 2.4 分流板熱變形量35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 二級(jí)熱噴嘴斷裂原因分析37-46
• 3.1 引言37
• 3.2 二級(jí)熱噴嘴斷裂原因37-42
• 3.2.1 螺紋連接理論分析38-40
• 3.2.2 螺紋連接強(qiáng)度校核40-41
• 3.2.3 閥針沖擊力校核41-42
• 3.2.4 注射壓力校核42
• 3.3 二級(jí)熱噴嘴斷裂改進(jìn)措施42-45
• 3.3.1 減少應(yīng)力集中和平均載荷43-44
• 3.3.2 合理選擇加工工藝44
• 3.3.3 改變螺紋連接形狀44-45
• 3.4 結(jié)論45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 二級(jí)熱噴嘴極限長(zhǎng)度數(shù)值模擬46-65
• 4.1 引言46
• 4.2 有限元46-49
• 4.2.1 ANSYS發(fā)展歷程及功能47
• 4.2.2 ANSYS優(yōu)點(diǎn)47-48
• 4.2.3 有限元分析流程48-49
• 4.3 二級(jí)熱噴嘴極限長(zhǎng)度數(shù)值模擬49-60
• 4.3.1 加熱溫度影響50-54
• 4.3.2 二級(jí)熱噴嘴撓度影響54-57
• 4.3.3 比例參數(shù)影響57-60
• 4.4 結(jié)果分析60-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證65-80
• 5.1 引言65
• 5.2 實(shí)驗(yàn)65-69
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果69-77
• 5.3.1 加熱溫度影響70-73
• 5.3.2 熱噴嘴撓度影響73-75
• 5.3.3 參數(shù)影響75-77
• 5.4 結(jié)論77-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論與展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86-88
• 致謝88

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