西华大学实验报告333333.docx

西华大学实验报告（计算机类）开课学院及实验室：材料实验中心 实验时间 ：2012.11.13,；11.20；12.5；12.11，12.18学 生 姓 名李芸成学 号312010080302217成 绩学生所在学院材料科学与工程年级/专业/班2010/成型/ 班课 程 名 称材料成型CAD/CAE课 程 代 码 6000129实验项目名称壳体、泵体、支架等零件CAD建模及支架零件成形CAE分析项 目 代 码指 导 教 师彭必友,王宏斌项 目 学 分一、实验目的 通过在PRO/E或UG等CAD建模平台上，熟悉常见塑件、冲压件、铸件、焊接结构件的三维几何造型方法，结合课堂学习，掌握拉伸、旋转、扫描、混合、扫描混合、钻孔、抽壳、加强筋等造型方法，以及装配组建的装配约束方法等。选择其中的一个CAD模型，对该模型进行CAE成型分析，模拟成型过程，预测成型缺陷，探讨缺陷产生的原因，给出解决方法等。二、CAD建模与CAE分析平台简介（1）CAD平台：Pro/E是以参数化为基础、以三维造型为设计模式的计算机辅助设计系统，改变了传统的设计观念，带动了整个行业的发展，参数化的设计模式，不仅能够清楚表达设计对象的几何尺寸，而且具有实际的物理意义。它具有5个特点：三维实体造型，设计形象、逼真、直观；伊特侦造型为基础；参数化设计，几何形状大小由尺寸参数控制；单一的数据库，全相关性，可以确保工程数据的完整玉设计修改的高效；系列化 ，可以建立国家标准零件。 （2）CAE平台：Moldflow就是一款能在电脑上模拟塑料成型的软件，存在多种网格划分模式，进行有限元分析，能够分析复杂形状的结构、处理不同类型的材料、保证规定的工程精度以及处理复杂的边界条件，可运用于结构、热、流场、电磁场、声场等多种分析，多用于注射成型，其能准确反应塑胶制品在成型过程中的充填过程，体积收缩，熔接痕，冷却效果以及变形等情况，在模具设计初期以及改模阶段起着不可忽视的作用三、CAD建模 通过4次上机操作和平时作业，在PROE三维建模平台上，建立了如下零件的三维实体模型（部分零件是老师给出的选作题目）。由于每个零件的建模步骤较长，本实验报告只给出最终完成的三维CAD模型。 四、CAE分析零件介绍 该支架零件用注塑成型的方法实现，主要需要控制其流动方式，通过Moldflow软件对模具中的流动进行模拟分析，可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程的压力和温度变化，也可以预测其缺陷，如气穴、熔接痕、短射、及变形、冷却时间等以及这些缺陷发生的位置。从而提高制品成功率。 五、建立CAE分析模型 1.首先用Pro/E建立所需分析的支架实体图，并且分别在两个不同位置创建流通及冷却道的草绘直线（Moldflow中的冷主流道），实体部分（不包括草绘直线）保存为stl格式的副本，两条草绘直线均保存为IGES格式的副本。 2.在Moldflow先后分别导入实体和其中一个草绘直线，检查导入有无错误。 3.按照Moldflow中的步骤进行前处理，首先讲草绘直线处定为冷主流道位置并确定其形状尺寸，然后划分网格，选择网格的形式以及疏密度等参数，最后标记注射位置。准备好的分析模型分别如下：冷主流道1及网格统计:冷主流道2及网格统计:六、CAE分析讨论1.经过Moldflow对上述两个不同主流道的支架进行分析，结果部分地方出现气穴、熔接痕，从两种方式比较来看，体积温度、气穴位置基本上不发生变化，但是熔接痕的位置出现明显变化，数量也有一定量的不同，说明了改变主流道能改变熔接痕的位置，但对温度及气穴位置的改变不够明显。2. 气穴出现在节点位置，是材料从各个方向流向同一个节点时形成的。气穴在Moldflow中以紫色小孔的方式显示在支架真正出现的位置，气穴对网格密度存在一定的敏感度，而制件上的气穴应该消除。可通过改变制件的壁厚、浇口位置和注射时间减少甚至消除气穴。3.熔接痕形成存在如下几种情况：当两股聚合物熔体的流动前沿汇集到一起，或一股流动前沿分开后又合到一起是会产生熔接痕；有时，当有明显的流速差时，也会形成熔接痕；厚壁处的材料流得快，薄壁处流得慢，在厚薄交界处就可能形成熔接痕；熔接痕对网格密度也是非常敏感的。由于网格划分的原因，有时熔接痕可能显现在并不存在的地方，或有时在真正有熔接痕的地方没有显示。为确定熔接痕是否存在，可与充模时间一起显示。同时熔接痕也可与温度图和压力图一起显示，以判断它们的相对质量。从形成熔接痕的原因而言，要减少火消除熔接痕，就要降低注射或挤出过程中