剥层法测量注塑制品残余应力的实验研究

摘要

注塑制品因其优异的性价比得到越来越广泛的应用。但在注塑成型过程中，复杂的热力过程导致了残余应力的形成。对于注塑制品，残余应力的存在可能会导致制品出现细微裂纹、银纹等，使其光学性能下降，抗冲击强度降低等影响其使用性能。残余应力一般分为流动不均衡导致的流动残余应力和冷却不均匀导致的热残余应力两种。由于热残余应力比流动残余应力大一个数量级，所以注塑制品的残余应力主要是指制品冷却不均匀产生的热残余应力。
　　 本文以无定型聚合物聚碳酸酯(PC)为研究对象，进行实验分析。主要工作如下:
　　 1.选用无定形聚合物聚碳酸酯为实验材料进行注塑实验。先将注塑制品制备为样条，然后对不同工艺条件下的试样进行剥层，测量剥层后的变形情况。根据采集到的数据进行相关的力学分析，将变形量转化为曲率，代入推导出的残余应力计算公式，计算出PC制品厚度方向各层平均残余应力，并分析不同注射压力、保压压力和模具温度条件下对残余应力的影响。
　　 2.利用Moldflow对不同工艺条件下的残余应力进行分析，并根据模拟结果中厚度方向的残余应力计算各层平均残余应力，将模拟结果与计算结果进行对比分析。
　　 3.退火处理会使聚合物一些链段重新排列组合，使原有的部分应力得以松弛。在本文中对部分试样进行退火处理，分析相同工艺条件下残余应力的变化。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 残余应力的研究

1．2．1 残余应力的研究背景与意义

1．2．2 残余应力的分类

1．2．3 残余应力的影响因素

1．2．4 残余应力的测量方法

1．2．5 残余应力的国内外研究现状

1．3 注塑成型CAE技术

1．4 本文选题思路及内容构架

2 剥层法的基础理论研究

2．1 剥层法测量残余应力的基础理论

2．2 剥层法基本假设

2．3 剥层法各层应力公式推导及修正

3 剥层法实验研究及结果讨论

3．1 PC材料

3．1．1 PC的塑料特性

3．1．2 PC的成型方法

3．1．3 PC的工艺特点

3．2 PC材料的实验研究

3．2．1 注塑实验

3．2．2 剥层及变形测量实验

3．2．3 退火实验

3．2．4 实验流程

3．3 工艺参数对残余应力影响的分析

3．3．1 成型过程中残余应力形成的过程演变

3．3．2 注射压力对残余应力的影响

3．3．3 保压压力对残余应力的影响

3．3．4 无保压压力对残余应力的影响

3．3．5 模具温度对残余应力的影响

3．3．6 退火处理对残余应力的影响

3．4 本章小结

4 残余应力的模拟与对比

4．1 Moldflow分析流程

4．1．1 三维建模

4．1．2 划分网格

4．1．3 设置流道及浇口

4．1．4 选择材料及模流分析类型

4．1．5 设置工艺参数

4．1．6 结果后处理

4．2 模拟结果分析

4．2．1 模拟不同注射压力下的残余应力

4．2．2 模拟不同保压压力下的残余应力

4．2．3 模拟不同模具温度下的残余应力

4．3 与实验结果的对比分析

4．4 本章小结

5 总结与展望

参考文献

致谢