《模具工业》2003.No.2总264 9 (1)在计算机上对其进行3D几何造型有一定的技术难 度,构型后所生成的CAD模型必须具有完备性,以 运动方程 便在CAD和CAE之间实现数据的传递与转换,减 0(2) 少模型修补与数据重构可能造成的误差。注射模 CAE用来生成新产品模型,从而取代了试作物理模 能量守恒方程 型,并可在计算机上进行仿真分析,预测产品性 (3) 能 由于Po/E软件是一种基于特征建模的全相 流体本构方程 关和全参数化大型CAD/CAM软件,既有与其他 CAD系统进行几何图形数据传递的各种标准接口 a (4)也有与一些CAE软件进行数据传递的专用接口 式中p—塑料熔体密度 IGES、SET、STEP、SLA、 COSMOS、 NASTRAN T—温度 ANSYS等,因此该软件在国内外大多数注射产品 p—压力 生产企业中得到了广泛应用。作者也采用该软件对 常压下熔体的比热 Tucson707型收音机后盖进行了几何特征构型,获 k—热传导率 得了准确的3D几何造型(见图2),并采用IGES产 在x,y方向上流动速率 品模型数据交换标准输出该塑件的信息模型,以便 般均假定熔体的流动相对于型腔中心层是后续进行CAE分析 对称的,即速度和温度的边界条件为 Vx=v,=0;T=Tm=0(模壁 a=0; 0(对z=0) (6) 由式(2)可知,压力p为x、y的函数,通过积 分可以得到vx和vy,由上述方程不难得到 (8) 其中 注射成型CAE基本结构如图1所示。 塑料材料性能 图2707收音机后盖几何造型表面形状 射成型原则 加工条件与工艺参数 一内表面形状b—外表面形 注射 CAD/CAE CAD几何构型 数值模拟与算因4塑件CAE应用实例 4.1CAD/CAE模型转换与有限元网格划分 数学模型 FEM网格生成 CAE技术是建立在有限元分析方法基础上,有 图1注射成型CAD/CAE基本结构 限元网格的划分结果对分析的计算量和准确性影响 很大。划分网格时,在保证计算精度的同时,应尽量 3塑件CAD构型 减少网格数量,但也应注意在几何形状变化急剧的 盒形塑件具有壁薄、3D几何特征复杂的特点,部位进行网格细划,目的是保证该区域的计算精 91994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net《模具工业》2003. No . 2 总 264 9 5v x 5x + 5vy 5y + 5vz 5z = 0 (1) 运动方程 : 5p 5x = 5 5z (η 5v x 5z ) ; 5p 5y = 5 5z (η 5vy 5z ) ; 5p 5z = 0 (2) 能量守恒方程 : ρc p ( 5T 5t + v x 5T 5x + v y 5T 5y ) =ηγÛ2 + k 5 2 T 5z 2 (3) 流体本构方程 : γÛ= ( 5v x 5z ) 2 + ( 5vy 5z ) 2 (4) 式中 ρ——塑料熔体密度 T ——温度 p ——压力 c p ——常压下熔体的比热 k ——热传导率 v x , v y ——在 x , y 方向上流动速率 一般均假定熔体的流动相对于型腔中心层是 对称的 ,即速度和温度的边界条件为 : v x = v y = 0 ; T = T m = 0 (模壁) (5) 5v x 5z = 5vy 5z = 0 ; 5T 5z = 0 (对 z = 0) (6) 由式 (2) 可知 ,压力 p 为 x 、y 的函数 ,通过积 分可以得到 v x 和 v y ,由上述方程不难得到 : 5 5x (hv x ) + 5 5y (hvy ) = 0 (7) 5 5x (S 5p 5x ) + 5 5y (S 5p 5y ) = 0 (8) 其中 S =Θ b 0 z 2 η dz (9) 注射成型 CA E 基本结构如图 1 所示。 图 1 注射成型 CAD/ CA E 基本结构 3 塑件 CAD 构型 盒形塑件具有壁薄、3D 几何特征复杂的特点 , 在计算机上对其进行 3D 几何造型有一定的技术难 度 , 构型后所生成的 CAD 模型必须具有完备性 , 以 便在 CAD 和 CA E 之间实现数据的传递与转换 , 减 少模型修补与数据重构可能造成的误差 。注射模 CA E 用来生成新产品模型 , 从而取代了试作物理模 型 , 并可在计算机上进行仿真分析 , 预测产品性 能。 由于 Pro / E 软件是一种基于特征建模的全相 关和全参数化大型 CAD/ CAM 软件 , 既有与其他 CAD 系统进行几何图形数据传递的各种标准接口 , 也有与一些 CA E 软件进行数据传递的专用接口 ,如 IGES、SET、STEP、SLA 、COSMOS、NASTRAN 、 ANSYS 等 , 因此该软件在国内外大多数注射产品 生产企业中得到了广泛应用。作者也采用该软件对 Tucsun 707 型收音机后盖进行了几何特征构型 ,获 得了准确的 3D 几何造型 (见图 2) ,并采用 IGES 产 品模型数据交换标准输出该塑件的信息模型 , 以便 后续进行 CA E 分析。 图 2 707 收音机后盖几何造型表面形状 a ——内表面形状 b ——外表面形状 4 塑件 CA E 应用实例 4. 1 CAD/ CA E 模型转换与有限元网格划分 CA E 技术是建立在有限元分析方法基础上 , 有 限元网格的划分结果对分析的计算量和准确性影响 很大。划分网格时 ,在保证计算精度的同时 ,应尽量 减少网格数量 , 但也应注意在几何形状变化急剧的 部位进行网格细划 , 目的是保证该区域的计算精