基于Moldflow的麻纤维增强聚丙烯汽车内饰件注塑成型研究

发布时间：2017-04-26 10:06

  本文关键词：基于Moldflow的麻纤维增强聚丙烯汽车内饰件注塑成型研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来随着汽车生产量和保有量的急剧增加,资源和环境问题日益突出,汽车轻量化和环保化成为目前发展方向和研究热点。越来越多的汽车生产商用复合材料来替代传统的汽车材料来实现汽车的轻量化,达到节约能源和减少污染排放的目的。尤其用麻纤维制备的增强复合材料凭借其密度小、强度大、力学性能好以及具有可再生、可降解、可回收、价格低廉等特点受到广泛关注,以苎麻、黄麻以及亚麻为增强材料生产的麻纤维增强复合材料已获得汽车行业的认可,因此用麻纤维增强复合材料制备汽车材料有着重要的研究意义。本文首先介绍了麻纤维增强复合材料成型工艺种类和研究进展以及注塑成型模拟技术的国内外发展,阐述了注塑成型基本过程和所涉及的模型化理论,对模拟分析软件Moldflow及其各个模块功能做了介绍。其次本文以聚丙烯为基体材料,天然麻纤维为增强材料,汽车某内饰件为研究对象,并运用Moldflow软件模拟仿真注塑成型过程来制备麻纤维增强复合材料。通过三维制图软件构建汽车内饰零件模型图,导入Moldflow软件对内饰件进行网格划分、诊断和修复,选择成型材料并对麻纤维进行纤维参数设置,根据浇注系统的设计原则,初步设定浇口位置;采用经典数学模型和软件模拟分析相结合的方式设计流道系统,并用相应剪切速率进行校验;采用浇口位置和流道系统综合分析法确定浇口位置;根据冷却系统的设计原则,通过理论计算创建冷却系统,并针对制件的特殊性对冷却系统进行优化。再次以制件的总翘曲变形量和缩痕为指标,以注塑成型过程中的工艺参数(包括熔体温度、模具温度、充填时间、保压压力)为因素,每个因素取三水平设计正交试验并应用Moldflow软件逐一模拟分析,根据各个因素对试验指标的影响程度及各水平下制件质量得出最佳的注塑成型工艺参数;最佳注塑成型工艺参数下,对制件进行注塑成型模拟,得到制件的最优翘曲变形量和缩痕,确保得到的制件质量最优;对最佳注塑成型工艺参数下的制件进行纤维取向分析,预测制件的力学性能。
【关键词】：注塑成型 麻纤维 正交试验 结构与工艺优化 翘曲和缩痕
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ320.66;TB33
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 课题背景与意义12-14
• 1.2 麻纤维增强复合材料成型工艺种类14-16
• 1.3 国内外研究进展及存在问题16-20
• 1.3.1 麻纤维增强复合材料注塑成型工艺研究进展16-17
• 1.3.2 注塑成型模拟技术国外发展17-18
• 1.3.3 注塑成型模拟技术国内发展18-19
• 1.3.4 麻纤维增强复合材料注塑成型工艺主要存在的问题19-20
• 1.4 本课题研究内容20-22
• 第2章 注塑成型原理及内饰件模型建立22-40
• 2.1 注塑成型基本过程22-24
• 2.2 注塑成型中的基本方程24-26
• 2.3 Moldflow模流分析软件26-29
• 2.3.1 Moldflow软件简介26-27
• 2.3.2 Moldflow应用27-29
• 2.4 内饰件模型的建立29-36
• 2.4.1 内饰件建模29-31
• 2.4.2 模型网格划分31-34
• 2.4.3 模型网格诊断和修复34-36
• 2.5 成型材料选择及参数设置36-39
• 2.5.1 材料选择36-37
• 2.5.2 材料参数设定37
• 2.5.3 材料性能分析37-39
• 2.6 本章小结39-40
• 第3章 注塑成型系统设计与优化40-66
• 3.1 浇注系统的组成40
• 3.2 浇口设计与优化40-47
• 3.2.1 浇口位置设计原则40-41
• 3.2.2 浇口位置设计41-43
• 3.2.3 浇口位置优化分析43-47
• 3.3 流道系统设计与优化47-52
• 3.3.1 流道系统设计原则47-48
• 3.3.2 流道系统设计48
• 3.3.3 流道系统优化分析48-52
• 3.4 冷却系统组成与设计52-64
• 3.4.1 冷却系统的组成52-53
• 3.4.2 冷却系统设计原则53-54
• 3.4.3 冷却系统设计54-59
• 3.4.4 冷却系统优化分析59-64
• 3.5 本章小结64-66
• 第4章 基于正交实验的成型工艺参数优化66-80
• 4.1 正交试验法66-67
• 4.1.1 正交试验法概述66
• 4.1.2 正交试验法设计步骤66-67
• 4.1.3 正交试验分析步骤67
• 4.2 注塑成型工艺参数优化正交试验设计67-72
• 4.2.1 成型参数和试验目的67
• 4.2.2 试验指标确定67-68
• 4.2.3 试验因素和水平确定68-69
• 4.2.4 工艺参数优化正交试验及分析69-72
• 4.3 注塑成型工艺参数优化结果分析72-75
• 4.3.1 工艺参数对总翘曲变形量影响72
• 4.3.2 工艺参数对缩痕影响72-73
• 4.3.3 最佳工艺参数分析73-75
• 4.4 优化后制件纤维取向分析75-77
• 4.4.1 制件表层取向分析75-76
• 4.4.2 制件心部取向分析76-77
• 4.5 本章小结77-80
• 第5章 结论与展望80-82
• 5.1 结论80-81
• 5.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86

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本文编号：328214