注塑成型后充填過(guò)程殘余應(yīng)力的數(shù)值模擬.pdf

1、注射成型是高聚物成型的主要成型方法之一,它具有成型制品精度高,可加工聚合物的種類(lèi)多,并且成型機(jī)械化水平高,可以實(shí)現(xiàn)快速大批量生產(chǎn).注塑成型制品,經(jīng)歷了充填、保壓、冷卻和頂出等工藝過(guò)程,因?yàn)樵摮尚瓦^(guò)程中高聚物經(jīng)歷了黏流態(tài)、高彈態(tài)和玻璃態(tài)的物理變化,受到流動(dòng)取向、型腔壓力梯度、非等溫冷卻等,其最終結(jié)果是制品的精度和綜合性能難以保證.其中關(guān)鍵問(wèn)題是由于高聚物具有黏彈性,在非等溫變化過(guò)程中,成型制品會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力.殘余應(yīng)力對(duì)制品的機(jī)械、光學(xué)性能

2、產(chǎn)生很大影響,因此如果能預(yù)測(cè)殘余應(yīng)力的分布和大小,就可以減少殘余應(yīng)力帶來(lái)的影響. 注塑制品殘余應(yīng)力由二部分構(gòu)成,流動(dòng)導(dǎo)致的流動(dòng)應(yīng)力,冷卻不均勻?qū)е碌臒釕?yīng)力,這些應(yīng)力是造成制品翹曲變形的原因.由于殘余流動(dòng)應(yīng)力比熱殘余應(yīng)力在數(shù)量級(jí)上小一個(gè)數(shù)量級(jí),所以制品的殘余應(yīng)力主要是由高聚物冷卻不均勻產(chǎn)生熱應(yīng)力. 本文針對(duì)注塑成型特點(diǎn),采用線性黏彈性模型計(jì)算后充填過(guò)程中薄壁制品的應(yīng)力變化.計(jì)算后充填階段的溫度場(chǎng),然后根據(jù)溫度場(chǎng)計(jì)算制品的應(yīng)

3、力場(chǎng).根據(jù)后充填過(guò)程的實(shí)際情況,分三個(gè)階段計(jì)算塑件的應(yīng)力.制品厚度方向由凝固層和液相層構(gòu)成,凝固層中的應(yīng)力被計(jì)算出來(lái),而液相層中沒(méi)有應(yīng)力只有保壓壓力.計(jì)算了平板狀制品熱殘余應(yīng)力在壁厚方向和流動(dòng)方向上的分布及其在成型中的變化.根據(jù)模擬結(jié)果,深入討論了注射成型過(guò)程中殘余應(yīng)力的形成機(jī)理和演變情況.結(jié)果表明:脫模時(shí)制品表層有著較大的拉應(yīng)力,表層以下存在著一個(gè)應(yīng)力低谷,在制品中心區(qū)域存在著拋物線形的拉應(yīng)力分布:殘余應(yīng)力沿壁厚分布的形狀在流動(dòng)方向上