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《薄壁件翹曲變形國內(nèi)外研究現(xiàn)狀》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、翹曲變形是薄殼塑料件注塑成型屮的常見缺陷z—,因?yàn)樯婕暗綄βN曲變形量的準(zhǔn)確預(yù)測，而不同材料、不同形狀的注塑件的翹曲變形規(guī)律差別很大。翹曲變形問題的存在會(huì)影響注戟件的形狀精度和表面質(zhì)量，當(dāng)翹曲變形量超過允許誤差后，就成為成形缺陷，進(jìn)而影響產(chǎn)品裝配。對各類大量ri益增加的薄壁件（壁厚小于2mm）翹曲變形做出準(zhǔn)確預(yù)測是有效控制翹曲缺陷的前提，長期以來，人們在翹曲預(yù)測方而做了大量的工作，常見的研究方法冇實(shí)驗(yàn)法和理論分析法。實(shí)驗(yàn)法研究現(xiàn)狀用實(shí)驗(yàn)方法研究塑料制品的翹曲變形主耍體現(xiàn)在研究材料性質(zhì)、產(chǎn)品的幾何形狀和大小、注塑成型工藝條件等對制品翹曲變
2、形的影響。早在六十年代，VLeo和Ch.Curelliez通過設(shè)計(jì)大量的實(shí)驗(yàn)，獲取澆口兒何形狀、保壓參數(shù)（保壓壓力和保壓時(shí)間）和模具的彈性對制品最終尺寸的影響。C.S.Lec和A.Dusin等用Nylon6和PET作為聚合物基，研究了不同材料和不同壁厚平板的翹曲特性。HiroyukiKikuehi和KiyohitoKoyama等實(shí)驗(yàn)研究了33%玻璃增強(qiáng)纖維PA66注塑磁盤的增強(qiáng)比率、線性熱膨脹系數(shù)的各向異性、制品厚度和翹曲Z間的關(guān)系，首次提出了翹曲指數(shù)概念，采用翹曲指數(shù)研究PA66塑料制品的翹曲特性，并研究了翹曲指數(shù)、翹曲和纖維定向狀
3、態(tài)之間的關(guān)系和屈服與翹曲指數(shù)的關(guān)系。圖1：手機(jī)外殼是一種典型的薄壁注塑件E.J.Fahy等采用磁盤來測試增強(qiáng)嫂料制品出模后發(fā)生翹曲變形的機(jī)制，并提出磁盤呈拱形或馬鞍形變形的實(shí)驗(yàn)公式。M.Akay和S.Ozden等在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立殘余應(yīng)力和翹曲Z間的實(shí)驗(yàn)關(guān)系，這樣就無需考慮忽略塑料的粘彈行為和假設(shè)塑料固化時(shí)材料性質(zhì)與溫度無關(guān)給翹曲預(yù)測帶來誤差。Radford和Diefendorf等實(shí)驗(yàn)研究了復(fù)合材料在成型和使用過程中的變形。他們提出了基于經(jīng)典層狀薄板理論的預(yù)測制品形狀變化的數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)方法研究翹曲變形，往往局限于某一特定的
4、幾何形狀、特定的材料和工藝條件，并不能全面考慮諸多因素對翹曲變形的影響，而且也不能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段預(yù)測可能發(fā)生的翹曲變形的大小。在實(shí)際使用屮，經(jīng)驗(yàn)公式的局限性也顯而易見,不僅受實(shí)驗(yàn)條件的影響，還與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法、經(jīng)驗(yàn)公式的應(yīng)用條件等許多因素有關(guān)，并且一種經(jīng)驗(yàn)公式只適用于與實(shí)驗(yàn)狀況相當(dāng)接近的生產(chǎn)過程。理論分析法研究現(xiàn)狀七十年代以前，翹曲變形分析大都采用定性分析，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)從制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及注塑工藝條件等方而采取措施，盡量避免發(fā)生大的翹曲變形。固體力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)值技術(shù)、材料科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，使得越來越多的學(xué)者開始對注塑制品的
5、翹曲進(jìn)行理論上的研究。收縮/翹曲的研究由于翹曲變形與不均勻收縮有關(guān)，許多學(xué)者從研究不同塑料在不同工藝條件下的收縮行為入手，來分析收縮與制品翹曲的關(guān)系。Thomas,N.Mccffery在注蜩流動(dòng)、保壓、冷卻模擬的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)和線性回歸方法，提出了預(yù)測注塑制品收縮的模型，在收縮預(yù)測的基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)分析模擬程序計(jì)算出制品的變形。HaroldF.Giles等對GMT材料的收縮和翹曲行為進(jìn)行了詳細(xì)的研究，他們認(rèn)為,GMT材料在成型過程屮會(huì)發(fā)生纖維取向，樹脂和纖維之間不同的收縮特性與纖維取向后形成的各向異性共同作用是導(dǎo)致制品翹曲變形的主要
6、原因，他們通過改變具有不同纖維取向原料的布料方式，對纖維取向的影響程度進(jìn)行了驗(yàn)證，并且發(fā)現(xiàn)制品的收縮和翹曲Z間具冇一定的相關(guān)性。Semmer建立一種塑料制品收縮和翹曲的數(shù)學(xué)模型時(shí)，將纖維取向、工藝溫度、物料P-VT特性和兩個(gè)可導(dǎo)致收縮和翹曲的特殊效應(yīng)（即熱島效應(yīng)和回彈效應(yīng)）作為計(jì)算依據(jù)。RichSaile認(rèn)為用高收縮率的材料很難獲得尺寸糟度高的制品，力求高糟度，應(yīng)盡量應(yīng)用非品態(tài)樹脂和各方向收縮一致的樹脂oMOLDFLOW公司對很多材料在改變流動(dòng)速度、保壓壓力、保壓時(shí)間、模具溫度、充模時(shí)間、制品厚度等參數(shù)的條件下，測出制品的收縮。根據(jù)測
7、試結(jié)果，將制品的收縮分為三個(gè)部分：體積收縮、分子取向引起的不均勻收縮、不平衡冷卻引起的不均勻收縮。在此基礎(chǔ)上，Walsh提出了能考慮更多基本變量（體積收縮、結(jié)晶含量、模具限制、塑料取向等）的收縮預(yù)測方法，利用流動(dòng)和冷卻分析結(jié)果來預(yù)測收縮應(yīng)變。Walsh,Peter等在收縮預(yù)測基礎(chǔ)上，計(jì)算制品翹曲。利用己求出的收縮應(yīng)變，將收縮應(yīng)變輸入結(jié)杲分析程序，等效成節(jié)點(diǎn)載荷后，通過線性或非線性分析可得到制品的翹曲變形，同時(shí)可以分離出影響特定塑料制品翹曲變形的主要因素和次要因素，對實(shí)際有很大的指導(dǎo)意義。圖2:—些醫(yī)療產(chǎn)品也需要透明的薄壁功能由于影響收
8、縮的因素很多，理論上很難預(yù)測收縮，所以大部分工作都是基于試驗(yàn)研究，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果提岀試驗(yàn)收縮模型，然后計(jì)算翹曲變形。應(yīng)力/翹曲的研究塑料熔體毎成型過程中，由丁?取向、收縮的不均勻，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的不均勻，所以制品出模后，在不均
