机械式下水道固液分离装置设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】
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机械式下水道固液分离装置设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】,机械式,下水道,分离,装置,设计,说明书,CAD,SOLIDWORKS
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附录1：外文翻译关于塑料注塑模具成型的综合仿真系统的开发程学文，李德群，周华民（国家重点实验室塑性成形模拟及模具技术，华中理工大学，武汉430074 ，中国）摘要：注塑成型的数值模拟研究已成功地预测出聚合物熔体在极其复杂的几何形状下的行为。当前的大部分数值解决方案都是以有限元，有限差分，边界元，数量控制的方法及表面模型为基础的。本文详细论述了用于注塑成型的综合CAE系统的开发，介绍了用于注塑磨具中灌装，包装， 冷却，应力和翘曲等数值模拟的数学公式。最后本文介绍了名为HsCAE3D的先进系统。关键词：注射成型；数值模拟；CAD / CAE / CAM系统；面向对象分析与设计 1引言为了改善塑料零件和模具在注塑成型中的设计及控制过程，设计工作者对CAD / CAE / CAM系统的依赖性已经越来越强。在商业上可用于注塑成型过程的计算机仿真包现在成为设计师和过程工程师的常用工具 1 。采用CAD / CAM技术等传统设计过程可以用图 1（a）说明 。 采用CAD工具设计； 采用CAM工具进行数控过程； 循环检查结果，修改计划直至足够满意为止。这样也会带来很多不利因素：设计师不能预测方案可能发生的冲突，就是说只有冲突发生时才会发现其中存在的问题。无论是对于生产组件的制造商还是安装设备组件的制造商，塑料部件的质量问题都是常见的 2 。另一方面，注塑模具CAE系统为设计师提供有关流动性的设计，制造过程的成本，产品质量等分析结果。这是为了确保设计的塑料零件和模具在注塑成型过程中能够被制造 3 。采用CAD / CAE / CAM的先进处理可以用例图1（b）说明。预防缺陷的基本原则已经被忽视。质量的建立应该是基于产品设计、模具设计和成型过程参数化设计。现代CAE模拟软件为分析塑料注塑成型提供五种软件模块： 充填分析； 包装分析； 冷却分析； 应力分析； 翘曲分析 3 。本文讨论注塑成型灌装，包装， 冷却，应力和翘曲的简单数学公式数值模拟。重点强调注塑模具CAE系统的开发。最后也介绍了现有的商业计算机仿真软件包HsCAE3D。图1 模具的设计和过程与CAD/CAE/CAM的工具2系统设计2.1模块化 组织大型系统模块的选择会影响可理解性、分工性、可修改性 、可积分性和可测性。其中，可理解性是影响软件项目能否成功开发的最重要因素之一。因此，模块化对大部分软件概念的连贯性起重要作用。通过机器辅助重组改善连贯性是一个恰当的研究方向。综合注塑模具CAE系统包括三个基本单元：前期处理， 数值模拟和后期处理。 前期处理模块包括四个结构：网格生成；供应系统的设计；冷却电路设计；处理参数设计。数值模拟模块包括六个过程 ：快速填充分析；详细填写分析；包装分析；冷却分析；应力分析；翘曲分析。后期处理模块提供三个流程：显示流动前沿，焊接线空调陷阱，温度，压力，剪切场，速度，收缩率，密度，应力和翘曲变形；专业知识；报告和发电机。这个模块化可以用图2说明。图2 模块化的注塑模CAE系统2.2面向对象分析注塑成型CAE系统是一个复杂的产品。在几十年里它已经得到了不断的升级和支持。要想改善产品质量，降低生产成本，先进的分析、设计技术和方法十分必要。在软件工程领域，面向对象分析与设计（OOAD）已被证明是建模、分析和设计系统方面的一个强大的技术。用这种方法，支持再利用软件模块和和缩短软件系统的开发周期都是非常显著的特点 4 。发挥面向对象分析与设计的优势对于开发注塑模CAE系统是一个很好的办法。对象模型如例图3所示。（专题1 ， 2 ，3 ，第4和第5 ，在该模型里分别为前处理，管理分析，专家系统，后处理和数据接入管理）。图3对象模型的注塑模CAE系统2.3关键技术要开发注入CAE 系统应恰当采用以下关键技术：（1）网格生成：系统必须提供CAE技术模型分析业务，即在CAE系统创建或导入CAD模型，必须在分析前先模型网格化。Delauny三角是CAD模型网络化的最好方法 5 。（2）图形平台：近年来，OpenGL是最流行的三维立体图形平台。作为一个在图形硬件方面的软件界面，OpenGL能把多维物体呈现成为一个framebuffer 。微软执行的Windows作业系统OpenGL是业界标准的图形软件，程序员用它仍然可以创造高品质的和三维立体的彩色动画图像。该显示屏可以简单便捷地在CAE系统中操纵使用OpenGL。（3）数据存取：这是使用数据库技术易于管理的数据支持（如塑料材料的数据，成型机器的数据和模具材料的数据）。另外，用档案系统储存项目数据很方便，因为项目数据的数量很大而很少被访问。（4）专家系统：专家系统是其中一个主要模块，用于改善技术参数设置，结果分析和专门知识。（5）数值模拟：数值仿真是CAE技术制度的主要模块。大部分的电流数值解是基于有限元法、有限差分法和边界元素法及数量控制法。也就是说有限元法、有限差分法和边界元素法及数量控制法是用于灌装和包装的，边界元法用于冷却，有限差分法用于加压，有限元法用于翘曲。下一节介绍用于数值模拟的数学公式。3数学公式3.1填补方程填补方程可被写入为1 ，6 10其中b是厚度腔的半径，x和y是表面腔的平面坐标系同时z 是gapwise的坐标，而轴u 、v和 、是速度和平均流速在x和y方向组成的部分，并且P，T，Cp，k分别所代表的压力，温度，粘度，密度，具体的热和热导率的聚合物熔体。此外，在边界条件gapwise方向可以被定义为1 ，6 0 访问。是恒定的常温。3.2包装方程包装方程是除连续性方程和填补方程相同的，但能和连续性方程可被写入为4 8我们可以推断出以下的主要压力方程从（2） （3）及（7） 1 ，6 10但是 ，分别代表密度固体和熔体聚合物，同时z是位于熔体和固体聚合物之间的物质。3.3冷却方程冷却方程可被写入为11 ，12其中T是模具的温度，x ，y ，z是模具三个坐标的某一点，t指的是时间，K ， ，c分别代表热电导率，密度和热容量模具。初始条件和对流边界条件可以被界定为11 ， 12其中是初始温度， h表示热传热系数，Tc是冷却液温度3.4应力分析方程应力分析方程可被写入为13 ，14其中 ，分别是应力和应变，、是材料的时间，z是三重坐标（x ， y ， z ），是依赖热膨胀系数的温度，T是温度，R是一个辅助的弹性模量，可写成13 ，14其中k是体积弹性模量，是剪切放宽弹性模量。3.5翘曲变形方程翘曲变形分析方程可被写入为13 ，14其中F是等效负载的所有节点， d 元素的位移， k e是元素刚度矩阵，可被写为其中V是量的部分，b是元素衍生算子矩阵，d是弹性矩阵。4 HsCAE3D根据以往的数学理论和系统开发技术，在过去几十年作者已成功开发现有的商业计算机仿真软件包HsCAE3D （显示在图4 ）。注释：b 厚度x，y， z 坐标 u，v， w 速度, 平均流速图4 HsCAE3D接口p 压力T 温度 粘度 密度Cp 具体热k 热导率 壁温, 密度固体和熔融聚合物z 此时的立场之间的熔体和t 时间 初始温度h 传热系数 冷却液温度c 热容量n 正常向量 应力 应变, 材料的时间 温度依赖系数热膨胀r 辅助模 中剪切松弛模量F 等效负载d 位移k 刚度矩阵v 货量B 中衍生算子矩阵d 弹性矩阵参考文献1 Zhou Huamin, Zhang Yisheng, Li Dequn. 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