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基于苎麻/PP材料的汽车内饰件注塑成型工艺仿真研究

作　者: 卢钢
导　师: 何莉萍
学　校: 湖南大学
专　业: 车辆工程
关键词: 注塑成型 工艺参数 仿真分析 翘曲变形 正交试验 Moldflow 苎麻/PP复合材料
分类号: U466
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 28次
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内容摘要


随着汽车产量的增加及能源消耗的加剧，汽车轻量化的趋势越来越明显。因此，轻量化汽车新材料的研究受到重视，开始以塑料、复合材料等代替传统的钢铁材料。本文致力于用轻质复合材料制造汽车内饰件的成型工艺研究，以天然的麻纤维作为增强材料，以高分子聚丙烯作为基体材料，采用注塑成型工艺来加工。本文介绍了注塑成型工艺和注塑成型仿真模拟的研究进展，阐述了注塑成型和注塑成型过程模型化的基本理论，还对常用注塑模拟分析软件Moldflow及其模块做了基本介绍。并且通过Moldflow软件对制件进行注塑过程仿真模拟。本文基于苎麻/PP复合材料，以B柱内饰件为研究对象，开展了注塑成型工艺研究。首先，采用Unigraphics NX软件构建了B柱内饰件三维模型，并开展了网格划分、诊断与修复分析，设计了浇注系统和冷却系统。在此基础上，借助Moldflow模流分析软件，采用正交试验法研究了注塑成型工艺参数对注塑件质量的影响，以充填时间、保压压力、模具温度、熔体温度和保压时间为考察因素，以塑件的翘曲变形量为塑件成型质量的考察指标，对纤维含量不同的制件进行了注塑工艺参数优化，分别得到其最佳注塑工艺参数。采用极差分析法，分析得到各工艺参数对制件成型质量的影响。进一步分析表明，充填时间和保压压力是对制件质量影响最大的两个因素。其次，在得到的最佳工艺参数下，对制件进行了注塑成型仿真模拟，分别得到不同纤维含量的制件的最小翘曲变形量，并做制件的纤维取向分析和模量分析，得到不同纤维含量制件的纤维平均取向和模量分布。最后，分析了纤维含量对制件平均纤维取向、模量和翘曲变形量的影响，得出结论：纤维的平均取向随纤维含量的增加而增大；制件模量随纤维含量增加而增大；制件的翘曲变形量随纤维含量的增加先增大后减小，且由于纤维的取向会导致制件翘曲变形的加剧，而当模量达到一定值后会抑制制件的翘曲变形。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 概述  10-11
  1.2 麻纤维复合材料的注塑成型工艺研究进展  11-14
    1.2.1 注塑成型理论  11-13
    1.2.2 麻纤维复合材料注塑成型工艺国内外研究进展  13-14
  1.3 注塑成型仿真模拟研究进展  14-16
  1.4 本课题的研究内容  16-17
第二章 注塑成型过程模型化及 Moldflow 软件介绍  17-25
  2.1 注塑成型中的基本方程  17-20
    2.1.1 连续性方程  17-18
    2.1.2 动量方程  18-19
    2.1.3 能量方程  19-20
  2.2 注塑过程的模型化  20-22
    2.2.1 注塑成型充填过程的模型化  20-21
    2.2.2 注塑成型热流动解析模型化  21-22
  2.3 模流分析软件 Moldflow 介绍  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 内饰件模型和成型系统的建立及模拟分析  25-38
  3.1 内饰件模型的建立  25-28
    3.1.1 内饰件建模  25
    3.1.2 模型的网格划分  25-27
    3.1.3 模型的网格诊断和修复  27-28
  3.2 浇注系统的设计  28-30
    3.2.1 浇注系统的组成  28-29
    3.2.2 浇口的创建  29-30
    3.2.3 流道的创建  30
  3.3 冷却系统的设计  30-31
  3.4 内饰件成型仿真分析  31-37
    3.4.1 成型参数的设置  31-34
    3.4.2 内饰件注塑成型仿真分析  34-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 基于正交试验的成型工艺参数优化  38-45
  4.1 正交试验法  38-39
    4.1.1 正交试验法的基本概念  38
    4.1.2 正交试验法的基本性质  38-39
  4.2 正交试验设计  39-42
    4.2.1 正交试验设计的步骤  39
    4.2.2 制件的成型工艺参数优化试验设计  39-42
  4.3 工艺参数对制件质量的影响  42-44
    4.3.1 正交试验结果分析方法  42
    4.3.2 工艺参数对制件质量的影响分析  42-44
  4.4 本章小结  44-45
第五章 纤维含量对制件翘曲的影响  45-59
  5.1 不同纤维含量的制件的成型工艺参数优化试验设计  45-50
  5.2 不同纤维含量的制件的成型工艺参数优化结果分析  50-53
  5.3 纤维含量对制件翘曲的影响  53-57
  5.4 本章小结  57-59
结论与展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车制造工艺
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