Компьютерный анализ литья термопластов - часть 2

Рис. 3. Коробление детали при неравномерном охлаждении (Тп-Тм = 17.5 оС). Деформации сетки увеличены в 7 раз.

     Повышение температуры пуансона относительно температуры матрицы значительно увеличивает коробление для всех вариантов конструкций (рис. 4). Особенно сильное увеличение общего коробления и коробления вдоль оси Z наблюдается для бокового впуска. Впуск в торец вызывает наибольшее коробление вдоль оси Y при неравномерном охлаждении. Этот тип коробления создает особые проблемы при изготовлении детали. Такое деформационное поведение детали можно объяснить влиянием ориентации стекловолокна на жесткость конструкции. Продольная ориентация стекловолокна при впуске в торец обеспечивает высокую продольную жесткость детали. Одновременно с этим поперечная жесткость конструкции понижается. При радиальном впуске неравномерность ориентации стекловолокна повышает поперечную жесткость. Хотя впуск в торец бачка радиатора дает более равномерную ориентацию стекловолокна, такая конструкция оказывается менее предпочтительной при невозможности обеспечить равномерное охлаждение пресс-формы. В последнем случае радиальный впуск дает наименьшее коробление изделия. 

Рис. 4. Зависимость общего коробления детали от разницы температур пуансона и матрицы для радиального впуска

     Как показывают расчеты, поперечная жесткость бачка радиатора может быть значительно повышена, а коробление по оси Y уменьшено, при введении поперечных внутренних или наружных ребер. Однако добавление ребер требует учета направления ориентации стекловолокна. Изменение ориентации стекловолокна в месте соединения ребра с основной стенкой детали может быть причиной увеличения коробления, а также может приводить к растрескиванию изделия /1/. Оптимальные конструктивные решения могут быть выбраны с помощью технологии компьютерного анализа. 

Литература

1. "Tutorial on polymer composite molding". Michigan State University, 1999.
2. Gupta M., Wang  K.K. "Fiber orientation and mechanical properties of short-fiber-reinforced injection-molded composites: simulated and experimental results". Polym. Composites, 1993, v. 14, Oct., p. 367-382.
3. Zollner O., Sagenschneider U. "Shrinkage and deformation of glass fibre-reinforced thermoplastics may be calculated". Kunstst. Plast Eur., 1994, Aug., p.72-77.
4. Sherman R., Calder A. "Predicting shrinkage and warpage of fiber-reinforced injection molded plastics". PM&E, 1994, May, p. 31-32.
5. Zheng R., McCaffrey N., Winch K., Yu K., Kennedy P. J. "Predicting warpage of injection molded fiber-reinforced plastics". Thermoplast. Comp. Mat., 1996,  v.9, p. 90-106.
6. Moldflow theory manual for Windows. Moldflow Pty. Ltd. 1994.