发动机缸体托盘塑料卡扣结构改进研究

摘要

塑料卡扣是作为紧固件已经大量应用于工业产品设计中，相对于金属卡扣紧固件在重量方面较轻、材料方面耐腐蚀，紧固连接时无需焊接、点螺纹胶等复杂技术，也无额外辅助工具与工装就可以完成装配，采用注塑的成型方法制成的塑料卡扣通常都有着较强的互换性，较好的一致性和适合大规模生产的特点，从而提高生产效率、降低成本。但是塑料卡扣使用过程中的失效案例也屡见不鲜，失效的发生会极大的降低工业产品的可靠性，降低客户的满意度，严重的情况会产生企业巨大的经济损失。
　　本文在对发动机缸体托盘塑料卡扣深入分析了失效原因上，提出了发动机缸体托盘塑料卡扣的优化结构。论文主要研究工作如下：
　　首先通过失效案例从理论角度分析了失效的机理，对缺陷初步确定了失效产生的原因，其次运用ABAQUS有限元分析软件建立了塑料卡扣的CAE力学分析模型，对塑料卡扣的装配及使用过程中的工作状况进行了力学仿真，并得到了各种工作状况下的应力分布及最大应力值，观察可能存在的失效位置，深入分析后对于塑料卡扣内部型腔的结构进行了优化，同时通过CAE力学仿真得到不同装配孔径下塑料卡扣改进前后结构的最大应力值，并分别对最大应力值相对于装配孔径进行线性拟合，得到线性方程，通过线性方程的斜率可以得知在装配孔径变化的情况下，塑料卡扣结构最大应力值的变化幅度，幅度较小的塑料卡扣结构较为稳定，最后对于塑料卡扣改进后的结构也做了相应的力学仿真。
　　运用MOLDFLOW软件分析结构改进前后对于填充时间、体积/压力控制转换时间、前沿温度分布图与熔接线、剪切速率、锁模力与射压等工艺参数的影响。最后，通过对于塑料卡扣型腔结构优化后的缸体托盘进行冲击与振动试验，验证了改进效果。

目录

声明

答辩决议书

第一章 绪论

1.1前言

1.2塑料卡扣应用研究目的

1.3国内外研究现状

1.4研究的技术路线与方法

第二章 塑料卡扣的结构与功能

2.1塑料卡扣概述

2.2 塑料卡扣结构与功能要求

2.3 卡扣专用塑料材料应用特点及性能

2.4 塑料卡扣失效种类

2.5 本章小结

第三章 发动机缸体托盘塑料卡扣失效研究

3.1失效原因

3.2 有限元软件建模

3.3 有限元软件仿真计算

3.4 本章小结

第四章 发动机缸体托盘塑料卡扣结构设计改进

4.1 缸体托盘塑料卡扣结构设计改进

4.2 试验验证

4.3 本章小结

第五章 发动机缸体托盘塑料卡扣结构改进后的工艺影响

5.1 注塑成型工艺简介

5.2塑料卡扣结构改进工艺仿真分析

5.3 塑料卡扣成型后处理之退火处理

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文