注塑成型模擬及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法

前言

　　以塑料、橡膠為代表的聚合物材料具有優(yōu)良的加工性能和使用性能，在汽車、家電、儀——器儀表等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并呈現(xiàn)出以塑代鋼、以塑代木的趨勢(shì)。注射成型是塑料制品的主要加工方法之一，在塑料制品生產(chǎn)中占有非常重要的地位。注塑模具是利用裝配形成的空腔成型具有一定形狀和尺寸塑料制品的裝置，其設(shè)計(jì)與制造水平直接關(guān)系到塑料制品的質(zhì)量。長(zhǎng)期以來(lái)，塑料注射成型工藝及模具設(shè)計(jì)大多依賴有限的經(jīng)驗(yàn)和簡(jiǎn)單的公式，設(shè)計(jì)是否合理只能通過(guò)試模驗(yàn)證，致使塑料產(chǎn)品制造周期長(zhǎng)、成本高、質(zhì)量難以保證?！　∽⑺艹尚蛿?shù)值模擬技術(shù)為改變這種狀況提供了新的手段。該技術(shù)通過(guò)建立塑料成型過(guò)程的物理模型和數(shù)學(xué)模型，構(gòu)造有效的數(shù)值計(jì)算方法，利用計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和模擬，研究加工條件的變化規(guī)律，預(yù)測(cè)制品的結(jié)構(gòu)和性能，使設(shè)計(jì)人員在實(shí)際加工前就發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，及時(shí)修改成型工藝和模具設(shè)計(jì)方案，避免設(shè)計(jì)中的盲目性，為優(yōu)化制品及模具設(shè)計(jì)、控制產(chǎn)品成型過(guò)程以獲得理想的最終產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)，使成型加工從一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)變?yōu)镹應(yīng)用科學(xué)。注塑成型數(shù)值模擬技術(shù)的運(yùn)用是塑料成型加工及模具設(shè)計(jì)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要里程碑?！　?yōu)化設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)規(guī)劃理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為輔助工具的一種設(shè)計(jì)方法。注塑成型優(yōu)化設(shè)計(jì)基于最優(yōu)化理論，通過(guò)建立反映設(shè)計(jì)者主要設(shè)計(jì)要求的優(yōu)化模型，并構(gòu)建有效算法對(duì)模型進(jìn)行求解，可以得到優(yōu)化的模具結(jié)構(gòu)及成型工藝參數(shù)，顯著提高設(shè)計(jì)質(zhì)量及效率。近年來(lái)，將注塑成型數(shù)值模擬技術(shù)與優(yōu)化設(shè)計(jì)理論有機(jī)結(jié)合起來(lái)，優(yōu)化和控制成型過(guò)程和制品質(zhì)量的注塑成型優(yōu)化設(shè)計(jì)研究受到了普遍重視?！　”緯?shū)較為系統(tǒng)地介紹了塑料注射成型數(shù)值模擬及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論與方法，重點(diǎn)介紹了基于中面模型、表面模型和實(shí)體模型的注塑流動(dòng)數(shù)值模擬方法、注射模冷卻模擬方法、注塑件內(nèi)應(yīng)力及翹曲變形模擬方法，相關(guān)的幾何模型構(gòu)建、網(wǎng)格剖分和數(shù)值模擬結(jié)果的可視化方法；并從模具澆注系統(tǒng)優(yōu)化、塑件厚度優(yōu)化以及成型工藝優(yōu)化幾個(gè)方面介紹了注塑成型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。　　本書(shū)可作為研究生教材，也可作為從事高分子材料加工及模具設(shè)計(jì)的科研人員及工程技術(shù)人員的參考書(shū)。

內(nèi)容概要

本書(shū)系統(tǒng)地介紹了塑料注射成型數(shù)值模擬及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論與方法。全書(shū)共16章：第1章為緒言；第2～8章介紹注塑成型數(shù)值模擬方法，重點(diǎn)介紹基于中面模型、表面模型和實(shí)體模型的注塑流動(dòng)數(shù)值模擬以及熔體充填模式的快速預(yù)測(cè)、注塑模冷卻過(guò)程數(shù)值模擬、注塑件內(nèi)應(yīng)力及翹曲變形模擬以及氣體輔助注射成型數(shù)值模擬；第9～12章分別從模具澆注系統(tǒng)優(yōu)化、塑件厚度優(yōu)化以及成型工藝優(yōu)化幾個(gè)方面介紹注塑成型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；第13章介紹注塑制品質(zhì)量閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；第14～16章介紹注塑成型模擬用有限元網(wǎng)格的剖分、中面模型的生成以及數(shù)值模擬結(jié)果的可視化方法。    本書(shū)可供高等院校材料科學(xué)與工程學(xué)科的研究生以及從事高分子材料加工和模具設(shè)計(jì)的科研人員和工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

前言第1章　緒言  1.1　注塑成型    1.1.1  注塑成型要素    1.1.2　注塑制品常見(jiàn)缺陷    1.1.3　注塑成型設(shè)計(jì)準(zhǔn)則  1.2　注塑成型數(shù)值模擬    1.2.1　流動(dòng)模擬    1.2.2　冷卻模擬    1.2.3  內(nèi)應(yīng)力分析及制品翹曲模擬    1.3　注塑成型工藝及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)    1.3.1　優(yōu)化設(shè)計(jì)方法    1.3.2　注塑成型工藝及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)  1.4　注塑成型質(zhì)量控制  1.5　注塑成型數(shù)值模擬軟件第2章　基于中面模型的注塑流動(dòng)模擬  2.1　注塑充填／后充填過(guò)程數(shù)學(xué)模型的建立    2.1.1　黏性流體力學(xué)的基本方程    2.1.2　薄壁型腔內(nèi)熔體流動(dòng)的控制方程    2.1.3　圓管內(nèi)熔體流動(dòng)的控制方程    2.1.4　聚合物材料模型  2.2　注塑充填／后充填過(guò)程模擬的數(shù)值實(shí)現(xiàn)    2.2.1　幾何模型離散    2.2.2　溫度場(chǎng)的求解    2.2.3　壓力場(chǎng)的求解    2.2.4　熔體流動(dòng)前沿的跟蹤及時(shí)間步長(zhǎng)的確定    2.2.5　數(shù)值求解步驟    2.2.6　模擬中的幾個(gè)問(wèn)題    2.2.7　算法穩(wěn)定性分析  2.3　算例第3章　基于表面模型的注塑流動(dòng)模擬  3.1　表面流技術(shù)原理  3.2　網(wǎng)格預(yù)處理    3.3　控制方程及數(shù)值算法    3.3.1　控制方程    3.3.2　數(shù)值算法  3.4　算例第4章　基于實(shí)體模型的注塑三維流動(dòng)模擬  4.1　數(shù)學(xué)模型  4.2　變分方程  4.3　數(shù)值求解    4.3.1  不考慮慣性效應(yīng)的三維注塑充填模擬問(wèn)題    4.3.2　考慮慣性效應(yīng)的三維注塑充填模擬問(wèn)題    4.3.3  算例  4.4　區(qū)域分解算法的應(yīng)用    4.4.1　不重疊型區(qū)域分解算法    4.4.2　Stokes問(wèn)題的區(qū)域分解及界面條件    4.4.3  注塑成型流動(dòng)模擬的不重疊型區(qū)域分解算法第5章　注塑充填模式的快速預(yù)測(cè)  5.1　前沿熔體流動(dòng)長(zhǎng)度與型腔厚度關(guān)系的建立    5.1.1　型腔內(nèi)前沿熔體流動(dòng)長(zhǎng)度與型腔厚度關(guān)系    5.1.2　澆注系統(tǒng)內(nèi)前沿熔體流動(dòng)長(zhǎng)度與流道半徑關(guān)系    5.1.3　等效流動(dòng)長(zhǎng)度  5.2　近似最短路徑算法    5.2.1　近似最短路徑求解的基本思路    5.2.2　單源最短路徑算法    5.2.3　帶權(quán)圖上近似最短路徑算法  5.3　熔體前沿快速預(yù)測(cè)算法  5.4　熔接線和氣穴的自動(dòng)識(shí)別  5.5　算例第6章　注塑模冷卻過(guò)程數(shù)值模擬  6.1　注塑模溫度場(chǎng)分析    6.1.1　模具與塑件之間的熱傳導(dǎo)    6.1.2　模具與冷卻系統(tǒng)之間的對(duì)流換熱    6.1.3　模具與周圍環(huán)境之間的熱交換  6.2　邊界積分方程    6.2.1　熱平衡方程及其簡(jiǎn)化    6.2.2　域內(nèi)溫度場(chǎng)邊界積分方程　　6.2.3　邊界積分方程的形成    6.2.4　邊界積分方程的修正　　……第7章　注塑制品內(nèi)應(yīng)力及翹曲變形模擬第8章　氣體輔助注射成型數(shù)值模擬第9章　注塑模澆口位置優(yōu)化設(shè)計(jì)第10章　注塑模流道尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)第11章　注塑制品壁厚優(yōu)化設(shè)計(jì)第12章　注塑成型工藝優(yōu)化第13章　注塑制品質(zhì)量閉環(huán)控制第14章　注塑成型模擬中的有限元網(wǎng)格剖分第15章　注塑成型模擬用中面模型的生成第16章　注塑厲型數(shù)值模擬結(jié)果的可視化參考文獻(xiàn)

圖書(shū)封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    注塑成型模擬及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法 PDF格式下載

---