基于苎麻/PP材料的汽车内饰件注塑成型工艺仿真研究

摘要

随着汽车产量的增加及能源消耗的加剧，汽车轻量化的趋势越来越明显。因此，轻量化汽车新材料的研究受到重视，开始以塑料、复合材料等代替传统的钢铁材料。本文致力于用轻质复合材料制造汽车内饰件的成型工艺研究，以天然的麻纤维作为增强材料，以高分子聚丙烯作为基体材料，采用注塑成型工艺来加工。
　　 本文介绍了注塑成型工艺和注塑成型仿真模拟的研究进展，阐述了注塑成型和注塑成型过程模型化的基本理论，还对常用注塑模拟分析软件Moldflow及其模块做了基本介绍。并且通过Moldflow软件对制件进行注塑过程仿真模拟。
　　 本文基于苎麻/PP复合材料，以B柱内饰件为研究对象，开展了注塑成型工艺研究。首先，采用Unigraphics NX软件构建了B柱内饰件三维模型，并开展了网格划分、诊断与修复分析，设计了浇注系统和冷却系统。在此基础上，借助Moldflow模流分析软件，采用正交试验法研究了注塑成型工艺参数对注塑件质量的影响，以充填时间、保压压力、模具温度、熔体温度和保压时间为考察因素，以塑件的翘曲变形量为塑件成型质量的考察指标，对纤维含量不同的制件进行了注塑工艺参数优化，分别得到其最佳注塑工艺参数。采用极差分析法，分析得到各工艺参数对制件成型质量的影响。进一步分析表明，充填时间和保压压力是对制件质量影响最大的两个因素。其次，在得到的最佳工艺参数下，对制件进行了注塑成型仿真模拟，分别得到不同纤维含量的制件的最小翘曲变形量，并做制件的纤维取向分析和模量分析，得到不同纤维含量制件的纤维平均取向和模量分布。最后，分析了纤维含量对制件平均纤维取向、模量和翘曲变形量的影响，得出结论:纤维的平均取向随纤维含量的增加而增大;制件模量随纤维含量增加而增大;制件的翘曲变形量随纤维含量的增加先增大后减小，且由于纤维的取向会导致制件翘曲变形的加剧，而当模量达到一定值后会抑制制件的翘曲变形。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 麻纤维复合材料的注塑成型工艺研究进展

1．2．1 注塑成型理论

1．2．2 麻纤维复合材料注塑成型工艺国内外研究进展

1．3 注塑成型仿真模拟研究进展

1．4 本课题的研究内容

第二章 注塑成型过程模型化及Moldflow软件介绍

2．1 注塑成型中的基本方程

2．1．1 连续性方程

2．1．2 动量方程

2．1．3 能量方程

2．2 注塑过程的模型化

2．2．1 注塑成型充填过程的模型化

2．2．2 注塑成型热流动解析模型化

2．3 模流分析软件Moldflow介绍

2．4 本章小结

第三章 内饰件模型和成型系统的建立及模拟分析

3．1 内饰件模型的建立

3．1．1 内饰件建模

3．1．2 模型的网格划分

3．1．3 模型的网格诊断和修复

3．2 浇注系统的设计

3．2．1 浇注系统的组成

3．2．2 浇口的创建

3．2．3 流道的创建

3．3 冷却系统的设计

3．4 内饰件成型仿真分析

3．4．1 成型参数的设置

3．4．2 内饰件注塑成型仿真分析

3．5 本章小结

第四章 基于正交试验的成型工艺参数优化

4．1 正交试验法

4．1．1 正交试验法的基本概念

4．1．2 正交试验法的基本性质

4．2 正交试验设计

4．2．1 正交试验设计的步骤

4．2．2 制件的成型工艺参数优化试验设计

4．3 工艺参数对制件质量的影响

4．3．1 正交试验结果分析方法

4．3．2 工艺参数对制件质量的影响分析

4．4 本章小结

第五章 纤维含量对制件翘曲的影响

5．1 不同纤维含量的制件的成型工艺参数优化试验设计

5．2 不同纤维含量的制件的成型工艺参数优化结果分析

5．3 纤维含量对制件翘曲的影响

5．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢