基于联合仿真的微发泡注塑轻量化制品的性能研究
微发泡注塑技术具有在保持力学性能基本不变的前提下，节省材料、减少翘曲变形、降低锁模力等诸多优点，已经应用于高性能工程材料、汽车零部件、家用电器等领域，是塑料成型领域面向未来的新技术。这些高端领域对微孔塑料制品的力学性能有严格要求，然而微孔塑料中的泡孔分布具有不均匀性，难以描述和定义，通常采用实验方法对微孔塑料力学性能进行检测，增加了微孔塑料制品的开发成本与时间。本文利用联合仿真分析方法对微孔塑料力学性能进行了仿真分析，考虑了微孔塑料中泡孔分布情况对力学性能的影响。验证了模拟分析的准确性可达到实际的80％以上，利用该方法对加工参数与微孔塑料力学性能的关系进行研究，对终端应用汽车后视镜镜架进行了模拟和优化，建立了一套更准确评价微发泡注塑制品力学性能的仿真方法。主要工作如下: (1)在微孔塑料领域应用了考虑泡孔分布不均匀性的联合仿真方法，利用Moldex3D模拟微孔塑料的泡孔信息，使用Digimat建立微孔塑料的泡孔结构模型，将泡孔非均匀性信息耦合到Abaqus结构分析软件，通过多个软件联合仿真实现考虑微孔塑料泡孔分布情况的力学性能模拟分析。 (2)对联合仿真模拟微孔塑料力学性能的方法进行了验证。对微发泡拉伸试样进行联合仿真分析，获取微发泡拉伸试样拉伸性能维持比。利用微发泡注塑拉伸性能经验预测模型计算拉伸试样拉伸性能维持比，与联合仿真方法所得的结果进行对比，验证模拟方法的准确度。 (3)利用联合仿真方法，对加工参数与微孔塑料力学性能的关系进行研究。控制其他参数不变，分别改变熔融温度、注射速度、注气量、注射量，对微发泡拉伸试样进行联合仿真，确定加工参数、泡孔结构和力学性能之间的关系，优化拉伸试样的拉伸性能。 (4)利用联合仿真方法对汽车后视镜镜架进行了优化。通过工艺参数对制品泡孔结构进行了调控，使泡孔分布更加均匀;依据仿真结果对制品性能薄弱部位进行了结构优化，降低了后视镜镜架的应力集中。实现了轻量化低成本的汽车注塑制品方案。
塑料制品;微发泡注塑;力学性能;仿真分析
北京化工大学
硕士
机械工程
谭晶;罗居红
2020
中文
TQ320.63
2020-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）