热分析:提高预测缩尺和翘曲的准确度

作者:本刊编辑 文章来源:PT塑料网 点击数:12 发布时间:2019-08-28
由于热分析精确地描述了引起产品热应力的瞬态热边界条件,因此产品变形能够得到准确的再现。
 热分析:提高预测缩尺和翘曲的准确度

SIGMASOFT® Virtual Molding如何能够提高预测产品变形的准确度?本文通过一个工业实例进行了阐述。试验所用部件是圆柱形的带卡扣的热塑性产品,采用热流道生产。一开始,工程师采用了常规的模拟分析来预测产品的变形。这是一种假设模温是恒定的模拟方法,且仅对流道和产品进行模拟。结果是,模拟预测得出的翘曲度明显小于实际生产中的产品翘曲度,最终导致了装配问题。

该公司联系了SIGMA,要求用SIGMASOFT® Virtual Molding来分析该产品出现的问题。采用SIGMASOFT® Virtual Molding的模拟过程,全面地考虑了完整的模具及其所有组件,并进行了多周期成型模拟。结果表明,热流道系统对模温有很大影响(如图1所示)。之前的模拟是建立在模具温度恒定的基础上,但采用SIGMASOFT® Virtual Molding的模拟结果证明实际的模具温度与假设的恒定温度之间存在不小的差异。 

图1 采用SIGMASOFT® Virtual Molding的模拟过程表明,热流道对模具温度有很大影响
图1 热流道系统的热效应

预期的料温为300℃。但是,由于热流道的热影响和流道中材料的剪切加热,使得熔体到达型腔时的实际温度为350℃。如图2所示,与之前的模具等温模拟相比,采用SIGMASOFT® Virtual Molding进行的多周期成型模拟中,模温以及熔体的热累积产生了约30℃的温度增量。

型腔中的温差越大,产生的热应力也越大,产品的变形量也随之提高。但在等温模拟中,模具的温度被假设为是恒定的,而采用SIGMASOFT® Virtual Molding进行的模拟更接近实际的模具温度,因此其预测变形的准确度也更高。如图3所示,与等温条件下预测的变形相比,采用SIGMASOFT® Virtual Molding预测的变形量提高了约40%,更接近实际生产状况。

图2 与等温模拟相比,采用SIGMASOFT® Virtual Molding的模拟能获得更准确的温度分布
图2 不同模拟方法获得的产品温度分布:等温分析(左)与采用SIGMASOFT® Virtual Molding进行的热分析(右)

图3 SIGMASOFT® Virtual Molding分析预测的变形量比等温分析预测的变形量高40%
图3 等温分析预测的变形(左)与SIGMASOFT® Virtual Molding分析预测的变形 (右)

版权声明:版权归弗戈工业在线-PT塑料网所有,转载请与我们联系!