H13钢热压模具工艺参数研究及流胶孔结构参数的优化
发布时间：2021-03-30 04:32
随着碳纤维环氧树脂材料的零部件在各个行业的广泛应用,用于生产零部件的模具类型日益增多,热压方式作为其中一种类型得到了长足发展,模具的成型效果、失效分析以及结构优化成为重要研究方向。由于热压模具的特性,一般不能再制造,一旦损坏将严重影响企业生产进程,降低生产效益,因此探讨影响模具失效的因素并对其进行优化具有实际意义与价值。本文主要从热压工艺参数以及模具结构设计这两个方面对影响模具失效的因素进行了分析与讨论。利用热压工艺原理、传热学相关的机理以及有限元相关理论知识,使用ABAQUS对模具热压过程建立三维热力-耦合模型,得到了阴模和阳模热应力和热应变的大小及分布情况。通过对不同温度和不同压力情况下的模型的热应力和热应变规律进行分析,探求不同因素对模具热应力与热应变的影响规律。对模具流胶孔的结构参数进行优化,利用正交试验设计方法,从孔的直径（A）,孔的间距（B）,孔与上表面的距离（C）,最右侧孔与侧表面的距离（D）这四个因素入手,设置单目标优化模型。选择出9组具有代表性的试验方案,在ABAQUS中分析各个因素对模具热变形的影响,并通过极差直观分析法找到四个因素的主次关系,得到了模具流胶孔结构参...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模具的失效形式
中北大学学位论文7（7）模内急热急冷技术1.5本文研究内容本文针对某异形件的H13热作模具钢热压模具，如图1-2所示，利用UG软件建立热压模具的简化模型，借助ABAQUS有限元分析软件对其进行热压过程中的热力耦合数值模拟，确定模具热应力集中区域以及最大应力、应变及位移，考虑不同温度，不同压力参数对模具应力应变的影响，并针对模具流胶孔的结构参数进行正交试验设计，确定最优参数。图1-2某异形件的H13钢热压模具实物图Fig.1-2PhysicalpictureofH13steelhotpressingmoldforaspecial-shapedpart主要的研究工作如下：（1）对热压成型技术、热压模具的概念进行阐述，并对当前国内外对模具的研究现状和方向进行阐述。（2）对影响模具失效的因素进行研究，并针对某H13热作模具钢材料的热压模具及成型过程进行分析，确定影响模具寿命的相关因素。（3）对热压工艺原理、传热学相关的机理、有限元相关理论进行分析研究，利用相关的理论知识，对模具相关的的换热系数等参数进行计算与设定，建立模具热压过程的三维热力-耦合模型。（4）探讨热压温度与热压压力对模具热应力与热应变的影响。
纤维环氧树脂复合材料应运而生。碳纤维（carbonfiber，简称CF）是一种含碳量超过90%的纤维材料，以其高强度、高模量的优势而被广泛使用[46]。碳纤维密度小于比金属铝，却具有高于钢铁的强度。并且具有高强度、高耐化学性、高硬度、耐高温、重量轻等特性。碳纤维是对碳元素和纤维材料两种材料的融合，兼具碳材料本身的物理化学性质和纺织纤维的易加工、质软的优势，是新一代的增强纤维。这也使碳纤维能够在上至航空航天、下至土木工程、大到军事领域、小到赛车等竞技体育运动制品都能够满足其使用需求，因而应用十分广泛。图2-1碳纤维Fig.2-1Carbonfiber环氧树脂泛指一类高分子环氧低聚物，这一类物质含有两个或两个以上的环氧基，骨架为脂肪族、脂环族或者芳香族等有机化合物，并且能够在环氧基团的反应中产生有用的热固性产物。当其与固化剂发生反应时便可形成有具体的三维形状的一种热固性塑料。环氧树脂本身几乎没有什么使用价值，只有在与固化剂生成人们所需形状的三维网状结构时才有应用价值。常用的三大热固性树脂有环氧树脂、不饱和聚酯树脂还有酚醛树脂[47]，其中环氧树脂种类与牌号最多，性能也各异，几乎可以满足各种不同使用性能以及各种工艺要求，这是环氧树脂的优势所在。纤维增强材料在树脂的固化作用下变成
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于应变损伤的热挤压模具疲劳失效预测模型及验证[J]. 张彦敏,张帅帅,韩文奎,陈赛,赵培峰,葛学元. 塑性工程学报. 2019(06)
[2]基于修正的Archard磨损理论模型的H13模具钢热挤压磨损研究[J]. 皇涛,宋宇,张丹丹,张丰收,宋克兴. 锻压技术. 2019(09)
[3]一种基于正交设计的通信抗干扰性能试验与评估方法[J]. 殷璐. 火力与指挥控制. 2019(09)
[4]胶布带粘贴工艺研究中的正交试验设计方法[J]. 穆家琛,王海,何月洲,周季冰. 工程与试验. 2019(02)
[5]压制模具温度对粉末冶金成型铝硅电子封装材料组织和性能的影响[J]. 黄海滨,冀恩龙,于宝义,郑黎,李润霞. 中国铸造装备与技术. 2019(03)
[6]基于正交试验设计的绿竹容器苗影响因素研究[J]. 杜澜,谢锦忠,张玮,赖秋香,陈亮,夏捷,陈胜. 世界竹藤通讯. 2019(02)
[7]基于正交试验设计的车门系统参数优化[J]. 王镇江,何造,孙润. 机械强度. 2019(02)
[8]大口径厚壁管热挤压模具磨损[J]. 王瑞麒,李永堂. 机械工程学报. 2019(10)
[9]ANSYS对电动汽车锂离子电池温度场仿真确立研究[J]. 陈成,邱鑫发,庄鸿涛. 南方农机. 2019(04)
[10]基于ANSYS的横向风板注射模具可靠性分析[J]. 鲁韶磊,王家昌,徐佳驹,刘琴,晏广华. 模具技术. 2019(01)
博士论文
[1]大型复合材料结构热压罐工艺温度场权衡设计[D]. 张铖.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]高强钢热成形过程模具磨损的数值模拟研究[D]. 刘鑫.吉林大学 2016
[2]碳基材料/橡胶复合材料的制备及其结构与性能的研究[D]. 张东霞.青岛科技大学 2015
[3]H13钢表面磨损行为的数值模拟研究及模具寿命预测[D]. 陈杰.吉林大学 2015
[4]超高强度钢板热冲压模具疲劳寿命研究[D]. 丁波.重庆交通大学 2015
[5]超高强度钢热成形模具冷却系统研究[D]. 代尚军.吉林大学 2014
[6]先进高强钢冲压模具的疲劳分析与结构优化[D]. 范乐.湖南大学 2014
[7]热压过程对中密度纤维板剖面密度影响因子的研究[D]. 赵艺斐.东北林业大学 2014
[8]浪形保持架自动拆解压力机的研制[D]. 邵文强.大连理工大学 2013
[9]用双三次混合孔斯曲面填充N-边域[D]. 昝志闻.辽宁师范大学 2012
[10]高强度钢板热冲压模具冷却系统优化数值分析研究[D]. 黄英.吉林大学 2012
本文编号：3108868
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模具的失效形式
中北大学学位论文7（7）模内急热急冷技术1.5本文研究内容本文针对某异形件的H13热作模具钢热压模具，如图1-2所示，利用UG软件建立热压模具的简化模型，借助ABAQUS有限元分析软件对其进行热压过程中的热力耦合数值模拟，确定模具热应力集中区域以及最大应力、应变及位移，考虑不同温度，不同压力参数对模具应力应变的影响，并针对模具流胶孔的结构参数进行正交试验设计，确定最优参数。图1-2某异形件的H13钢热压模具实物图Fig.1-2PhysicalpictureofH13steelhotpressingmoldforaspecial-shapedpart主要的研究工作如下：（1）对热压成型技术、热压模具的概念进行阐述，并对当前国内外对模具的研究现状和方向进行阐述。（2）对影响模具失效的因素进行研究，并针对某H13热作模具钢材料的热压模具及成型过程进行分析，确定影响模具寿命的相关因素。（3）对热压工艺原理、传热学相关的机理、有限元相关理论进行分析研究，利用相关的理论知识，对模具相关的的换热系数等参数进行计算与设定，建立模具热压过程的三维热力-耦合模型。（4）探讨热压温度与热压压力对模具热应力与热应变的影响。
纤维环氧树脂复合材料应运而生。碳纤维（carbonfiber，简称CF）是一种含碳量超过90%的纤维材料，以其高强度、高模量的优势而被广泛使用[46]。碳纤维密度小于比金属铝，却具有高于钢铁的强度。并且具有高强度、高耐化学性、高硬度、耐高温、重量轻等特性。碳纤维是对碳元素和纤维材料两种材料的融合，兼具碳材料本身的物理化学性质和纺织纤维的易加工、质软的优势，是新一代的增强纤维。这也使碳纤维能够在上至航空航天、下至土木工程、大到军事领域、小到赛车等竞技体育运动制品都能够满足其使用需求，因而应用十分广泛。图2-1碳纤维Fig.2-1Carbonfiber环氧树脂泛指一类高分子环氧低聚物，这一类物质含有两个或两个以上的环氧基，骨架为脂肪族、脂环族或者芳香族等有机化合物，并且能够在环氧基团的反应中产生有用的热固性产物。当其与固化剂发生反应时便可形成有具体的三维形状的一种热固性塑料。环氧树脂本身几乎没有什么使用价值，只有在与固化剂生成人们所需形状的三维网状结构时才有应用价值。常用的三大热固性树脂有环氧树脂、不饱和聚酯树脂还有酚醛树脂[47]，其中环氧树脂种类与牌号最多，性能也各异，几乎可以满足各种不同使用性能以及各种工艺要求，这是环氧树脂的优势所在。纤维增强材料在树脂的固化作用下变成
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于应变损伤的热挤压模具疲劳失效预测模型及验证[J]. 张彦敏,张帅帅,韩文奎,陈赛,赵培峰,葛学元. 塑性工程学报. 2019(06)
[2]基于修正的Archard磨损理论模型的H13模具钢热挤压磨损研究[J]. 皇涛,宋宇,张丹丹,张丰收,宋克兴. 锻压技术. 2019(09)
[3]一种基于正交设计的通信抗干扰性能试验与评估方法[J]. 殷璐. 火力与指挥控制. 2019(09)
[4]胶布带粘贴工艺研究中的正交试验设计方法[J]. 穆家琛,王海,何月洲,周季冰. 工程与试验. 2019(02)
[5]压制模具温度对粉末冶金成型铝硅电子封装材料组织和性能的影响[J]. 黄海滨,冀恩龙,于宝义,郑黎,李润霞. 中国铸造装备与技术. 2019(03)
[6]基于正交试验设计的绿竹容器苗影响因素研究[J]. 杜澜,谢锦忠,张玮,赖秋香,陈亮,夏捷,陈胜. 世界竹藤通讯. 2019(02)
[7]基于正交试验设计的车门系统参数优化[J]. 王镇江,何造,孙润. 机械强度. 2019(02)
[8]大口径厚壁管热挤压模具磨损[J]. 王瑞麒,李永堂. 机械工程学报. 2019(10)
[9]ANSYS对电动汽车锂离子电池温度场仿真确立研究[J]. 陈成,邱鑫发,庄鸿涛. 南方农机. 2019(04)
[10]基于ANSYS的横向风板注射模具可靠性分析[J]. 鲁韶磊,王家昌,徐佳驹,刘琴,晏广华. 模具技术. 2019(01)
博士论文
[1]大型复合材料结构热压罐工艺温度场权衡设计[D]. 张铖.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]高强钢热成形过程模具磨损的数值模拟研究[D]. 刘鑫.吉林大学 2016
[2]碳基材料/橡胶复合材料的制备及其结构与性能的研究[D]. 张东霞.青岛科技大学 2015
[3]H13钢表面磨损行为的数值模拟研究及模具寿命预测[D]. 陈杰.吉林大学 2015
[4]超高强度钢板热冲压模具疲劳寿命研究[D]. 丁波.重庆交通大学 2015
[5]超高强度钢热成形模具冷却系统研究[D]. 代尚军.吉林大学 2014
[6]先进高强钢冲压模具的疲劳分析与结构优化[D]. 范乐.湖南大学 2014
[7]热压过程对中密度纤维板剖面密度影响因子的研究[D]. 赵艺斐.东北林业大学 2014
[8]浪形保持架自动拆解压力机的研制[D]. 邵文强.大连理工大学 2013
[9]用双三次混合孔斯曲面填充N-边域[D]. 昝志闻.辽宁师范大学 2012
[10]高强度钢板热冲压模具冷却系统优化数值分析研究[D]. 黄英.吉林大学 2012
本文编号：3108868
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