注塑成型過程中應力的在線測量及其模擬.pdf

1、注塑成型是比較成熟的一種高分子材料加工的方式，可以一次性成型結(jié)構(gòu)復雜，品種多樣的制品，成型精度高，成型周期短，適合批量生產(chǎn)，是目前高聚物材料最主要的加工方式之一。
　　由于產(chǎn)品或模具設計和工藝參數(shù)等原因，注塑制品中或多或少的存在著殘余應力，不僅影響制品的表面質(zhì)量、力學、光學性能、物理性能，而且在很大程度上決定著制品的尺寸穩(wěn)定性。因此，殘余應力產(chǎn)生的機理、分布以及大小一直是學者和業(yè)界關注的重點。
　　已有研究表明注塑制品中的殘

2、余應力可以分為兩種：流動殘余應力與熱殘余應力。相較于流動殘余應力，熱殘余應力可以通過退火等熱處理減小或消除。但流動殘余應力對透明制品的光學性能影響顯著，是生產(chǎn)高附加值光學制品的一個難題。目前，流動殘余應力與熱殘余應力通常按照線性關系進行疊加，二者相互作用機理尚需進一步研究。因此，在線應力測量利于研究殘余應力的形成過程和作用機理。
　　一般來講，流動殘余應力的形成與注塑成型充模過程密切相關，因此本文重點關注注塑成型充模過程中的應力大

3、小及其演變歷程。通過實驗和數(shù)值模擬方法獲得注塑成型充模過程中的應力數(shù)據(jù)。
　　利用材料的介電電致伸縮效應，和自行設計的平面電容傳感器以及去噪放大器，搭建了應力在線測量平臺。利用該平臺對注塑成型過程中的電信號進行實時記錄。通過對不同工藝條件下采集的信號量化分析，有如下研究結(jié)果：
　　1)利用自制的傳感器和搭建的試驗平臺，穩(wěn)定可靠的獲得了塑料熔體充填型腔過程中的實時電信號曲線，實現(xiàn)了注射成型過程的在線測量。測量系統(tǒng)記錄了聚碳酸酯

4、、聚苯乙烯和結(jié)晶塑料聚丙烯注射成型過程的電壓變化曲線，表明了測量理論的合理性及測量裝置的有效性、實用性。
　　2)數(shù)值方法模擬了注塑成型充模過程中的應力以及工藝參數(shù)變化對各分量數(shù)值的影響。
　　3)通過分析電壓實時曲線(電信號曲線)，結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果、實時壓力傳感器曲線，標定了實時電壓變化曲線的工藝階段及其物理意義；
　　4)利用應力介電方程，建立了實時電壓變化曲線與應力的變化關系，獲得了在線測量的應力結(jié)果；在線應力測