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研究生:張琦緯
研究生(外文):Yoland
論文名稱:模流分析技術輔助汽車前保險桿
論文名稱(外文):Mold-Flow Analysis Aided Manufacture of Frontal Bumper Mold
指導教授:徐中華
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:模流分析
外文關鍵詞:mold
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本文針對汽車前保險桿,在設計產品形狀後,進行模流分析,利用電腦輔助分析來預測並消除可能發生的製造問題。以Moldflow Plastics Insight軟體進行汽車前保險桿的模流分析。研究冷卻管數量、模具溫度變化、熔液溫度變化、澆注口數量等,對於充填時間、溫度、壓力、流痕、冷卻後的溫度及翹曲變化的影響。充填時間的長短、壓力的大小、流痕的分佈及溫度的高低,會影響產品的密度、外觀、韌性及射出成形穩定程度,翹曲變化的大小,則會影響產品的變形程度。冷卻管數量減少,可以使壓力降低、冷卻效率提升、翹曲變形量減少,模溫的提升,會使充填時間增加、壓力降低,熔液溫度的增加,會使充填時間減少、壓力降低、冷卻效率提升、但是會讓翹曲變化量增加,澆注口數量的增加,會使壓力降低、流痕分佈變雜、但使翹曲變化量有些微增加。經分析本研究的汽車前保桿設計,適合冷卻管數量為6、澆注口數量為1、高模溫、高熔溫…等,較符合經濟效應。
The research utilizes the techniques of mold-flow analysis to analyze the design and manufacture of frontal bumper mold. Bumper mold is a huge one and therefore needs a huge injection machine for molding trial. This needs large fees for the trial. We therefore introduce the technique of computer-aided engineering analysis for the molding process in order to predict the possible areas of defect and therefore improve the design on the computer screen rather than with the process of molding test. This paper utilizes the Moldflow Plastics Insight software to analyze mold flow of frontal bumper and study the effect of number of pouring mouth on product formation, including that of finishing time, flowing mark situation and temperature profile. Size, flowing mark and level of temperature will influence the product density, appearance, toughness of the products and stabilization degree. With the assistance of the computer-aided engineering analysis, an economical molding process is proposed with six cooling pipes, one pouring mouth along with high molding temperature and melting temperature.
摘要…………………………………………………………………………………… iv
目次…………………………………………………………………………………… vi
圖目錄………………………………………………………………………………… vii
第一章 前言………………………………………………………………………… 1
第二章 塑膠射出成型基本概論…………………………………………………… 4
2.1 塑膠工業簡介……………………………………………………………… 4
2.2 塑膠物性簡介……………………………………………………………… 5
2.3 射出成行之介紹…………………………………………………………… 7
2.3.1 射出塑膠流動原理………………………………………………… 7
2.3.2 射出成形程序……………………………………………………… 7
2.4 射出成行理論背景………………………………………………………… 8
第三章 模型建構與模擬分析………………………………………………………13
3.1 模型建立……………………………………………………………………15
3.1.1 前後處理程序………………………………………………………15
3.2 成型條件……………………………………………………………………16
3.3 分析步驟……………………………………………………………………17
第四章 結果與討論…………………………………………………………………19
4.1 網格分析……………………………………………………………………19
4.2 前保桿模型建立……………………………………………………………21
4.3 前保桿原模型模流分析……………………………………………………22
4.3.1 厚度的選擇…………………………………………………………23
4.3.2 解釋分析……………………………………………………………23
4.4 分析結果……………………………………………………………………25
4.4.1 冷管數量對分析的結果…………………………………………………27
4.4.2 模溫對模流分析的影響…………………………………………………35
4.4.3 溶液溫度對模流分析的影響……………………………………………45
4.4.4 澆注口數亮對模流分析的影響…………………………………………55
第五章 結論與建議…………………………………………………………………64
5.1 結論與建議…………………………………………………………………64
5.2 總結…………………………………………………………………………66
參考文獻………………………………………………………………………………66
圖2.1 PVT關係圖………………………………………………………………………6
圖3.1 CAE軟體的操作……………………………………………………………….14
圖3.2 CAE解析程序………………………………………………………………….15
圖3.3操作介面圖…………………………………………………………………… .15
圖3.4前處理介面圖………………………………………………………………… .16
圖4.1前保桿網格圖………………………………………………………………… .19
圖4.2邊長50mm的填充壓力圖…………………………………………………… .19
圖4.3邊長50mm的壓力與時間圖………………………………………………… .19
圖4.4 邊長40mm的填充壓力圖…………………………………………………… 20
圖4.5 邊長40mm的壓力與時間圖………………………………………………… 20
圖4.6 邊長30mm的填充壓力圖…………………………………………………… 20
圖4.7 邊長30mm的為壓力與時間圖……………………………………………… 20
圖4.8 邊長20mm的填充壓力圖…………………………………………………… 20
圖4.9 邊長20mm的壓力與時間圖………………………………………………… 20
圖4.10前保桿草圖…………………………………………………………………… 21
圖4.11前保桿原圖…………………………………………………………………… 21
圖4.12原前保桿的網格縱橫比……………………………………………………… 22
圖4.13原前保桿的網格厚度分布…………………………………………………… 22
圖4.14馬鞍型翹區與鐘型翹區變形圖……………………………………………… 26
圖4.15未做網格處理前的Aspect Ratio………………………………………………26
圖4.16網格處理後的Aspect Ratio……………………………………………………27
圖4.17未網格處理前的Thickness……………………………………………………27
圖4.18網格處理後的Thickness………………………………………………………28
圖4.19 材料HDPE,冷卻管數為10的壓力圖………………………………………28
圖4.20 材料HDPE,冷卻管數為6的壓力圖………………………………………29
圖4.21 材料HDPE,冷卻管數為3的壓力圖………………………………………29
圖4.22 材料HDPE,冷卻管數為10的充填時間圖…………………………………30
圖4.23 材料HDPE,冷卻管數為6的充填時間圖…………………………………30
圖4.24 材料HDPE,冷卻管數為3的充填時間圖…………………………………31
圖4.25 材料HDPE,冷卻管數為10的冷卻溫度圖…………………………………31
圖4.26 材料HDPE,冷卻管數為6的冷卻溫度圖…………………………………32
圖4.27 材料HDPE,冷卻管數為3的冷卻溫度圖…………………………………32
圖4.28材料HDPE,冷卻管數為10的保壓翹曲總變化圖…………………………33
圖4.29 材料HDPE,冷卻管數為6的保壓翹曲總變化圖…………………………33
圖4.30 材料HDPE,冷卻管數為3的保壓翹曲總變化圖…………………………34
圖4.31 材料HDPE,冷卻管數為10的冷卻翹曲總變化圖…………………………34
圖4.32 材料HDPE,冷卻管數為6的冷卻翹曲總變化圖……………………………35
圖4.33 材料HDPE,冷卻管數為3的冷卻翹曲總變化圖…………………………35
圖4.34 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫40℃的充填時間圖……………………36
圖4.35 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫80℃的充填時間圖……………………36
圖4.36 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫40℃的充填時間圖……………………37
圖4.37 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫80℃的充填時間圖……………………37
圖4.38 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫40℃的壓力圖…………………………38
圖4.39 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫80℃的壓力圖…………………………38
圖4.40 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫40℃的壓力圖…………………………39
圖4.41 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫80℃的壓力圖…………………………39
圖4.42 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫40℃的冷卻後溫度圖…………………40
圖4.43 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫80℃的冷卻後溫度圖…………………40
圖4.44 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫40℃的冷卻後溫度圖…………………41
圖4.45 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫80℃的冷卻後溫度圖…………………41
圖4.46 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫40℃的保壓翹曲總變化圖……………42
圖4.47 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫80℃的保壓翹曲總變化圖……………42
圖4.48 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫40℃的保壓翹曲總變化圖……………43
圖4.49 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫80℃的保壓翹曲總變化圖……………43
圖4.50 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫40℃的冷卻翹曲總變化圖……………44
圖4.51 材料HDPE,冷卻管數為10、模溫80℃的冷卻翹曲總變化圖……………44
圖4.52 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫40℃的冷卻翹曲總變化圖……………45
圖4.53 材料HDPE,冷卻管數為6、模溫80℃的冷卻翹曲總變化圖……………45
圖4.54 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫220℃的充填時間圖…………………46
圖4.55 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫265℃的充填時間圖…………………46
圖4.56 材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫220℃的充填時間圖……………………47
圖4.57材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫265℃的充填時間圖……………………47
圖4.58 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫220℃的壓力圖………………………48
圖4.59 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫265℃的壓力圖………………………48
圖4.60 材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫220℃的壓力圖…………………………49
圖4.61材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫265℃的充填時間圖……………………49
圖4.62 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫220℃的冷卻溫度圖…………………50
圖4.63 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫265℃的冷卻溫度圖…………………50
圖4.64 材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫220℃的冷卻溫度圖……………………51
圖4.65 材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫265℃的冷卻溫度圖……………………51
圖4.66 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫220℃的保壓翹曲總變化圖…………52
圖4.67 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫265℃的保壓翹曲總變化圖…………52
圖4.68 材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫220℃的保壓翹曲總變化圖……………53
圖4.69 材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫265℃的保壓翹曲總變化圖……………53
圖4.70 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫220℃的冷卻翹曲總變化圖…………54
圖4.71 材料HDPE,冷卻管數為10、熔溫265℃的冷卻翹曲總變化圖…………54
圖4.72 材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫220℃的冷卻翹曲總變化圖……………55
圖4.73 材料HDPE,冷卻管數為6、熔溫265℃的冷卻翹曲總變化圖……………55
圖4.74 材料HDPE,澆注口數為1的充填時間圖…………………………………56
圖4.75 材料HDPE,澆注口數為2的充填時間圖…………………………………56圖4.76 材料HDPE,澆注口數為3的充填時間圖…………………………………57圖4.77 材料HDPE,澆注口數為1的壓力圖………………………………………57
圖4.78 材料HDPE,澆注口數為2的壓力圖………………………………………58
圖4.79 材料HDPE,澆注口數為3的壓力圖………………………………………58
圖4.80 材料HDPE,澆注口數為1的溶接線圖……………………………………59
圖4.81 材料HDPE,澆注口數為2的溶接線圖……………………………………59
圖4.82 材料HDPE,澆注口數為3的溶接線圖……………………………………60
圖4.83 材料HDPE,澆注口數為1的冷卻溫度圖…………………………………60
圖4.84 材料HDPE,澆注口數為2的冷卻溫度圖…………………………………61圖4.85 材料HDPE,澆注口數為3的冷卻溫度圖…………………………………61
圖4.86 材料HDPE,澆注口數為1、經保壓分析後的翹曲變化圖……………… 62
圖4.87 材料HDPE,澆注口數為2、經保壓分析後的翹曲變化圖……………… 62
圖4.88 材料HDPE,澆注口數為3、經保壓分析後的翹曲變化圖……………… 63
圖4.89 材料HDPE,澆注口數為1、經冷卻分析後的翹曲變化圖……………… 63
圖4.90 材料HDPE,澆注口數為2、經冷卻分析後的翹曲變化圖……………… 64
圖4.91 材料HDPE,澆注口數為3、經冷卻分析後的翹曲變化圖……………… 64
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