基于CAE與DOE的家用電鉆優(yōu)化設計.pdf

1、隨著計算機技術在注塑領域以及產(chǎn)品可靠性檢測等領域的深入應用，產(chǎn)品的研發(fā)周期以及成本都隨之降低。電鉆外殼作為重要組件之一，主要利用注塑成型工藝將工程塑料加工而成，其結構設計不僅影響成型質(zhì)量，同時，對于產(chǎn)品的可靠性也有明顯的影響。同時，電鉆對于加工精度、使用可靠性、使用壽命、性能水平等均有一定的要求，此時，對于其極限工況下的模擬分析就顯得非常必要。
　　本論文以J1Z-FM-13電鉆為研究對象，主要工作以及研究成果包括以下三方面:

2、r>　　(1)以電鉆外殼總體設計的基礎上，分析了其復雜的結構特征，利用Moldflow模擬外殼在注塑成型過程中的充填、保壓以及翹曲等成型過程，分析了充填時間、充填結束時的壓力、熔接痕、流動前沿溫度以及翹曲變形，最后得到結果:塑料充填時間短，未出現(xiàn)短射以及滯留等缺陷;充填壓力均衡;熔接痕少;流動前沿溫度在塑料加工溫度范圍內(nèi);外殼整體變形量小。
　　(2)利用CAE與DOE技術，基于Moldflow仿真實驗數(shù)據(jù)，利用不同的試驗方法針對

3、不同目的進行實驗。通過全因子實驗方法，以熔料溫度、模具溫度、注射時間、保壓壓力、保壓時間以及冷卻時間六個工藝參數(shù)作為實驗因子，以制品翹曲變形量以及體積收縮率為研究目標，確定了熔體溫度、模具溫度、保壓壓力、保壓時間四個工藝參數(shù)對于制品翹曲變形量和體積收縮率影響最為顯著，并確定了各工藝參數(shù)之間的交互作用;根據(jù)Moldflow中DOE實驗方案最后所得結果，確定最優(yōu)工藝參數(shù)組合。
　　(3)在模流分析優(yōu)化的基礎上，結合可靠性試驗的要求，完

4、成了熱變形、隨機振動、跌落沖擊、噪聲分析以及關鍵部位強度校核。在熱變形方面，探討了電鉆在極限溫度下的應變和應力，且最大應力值小于許用應力值;在隨機振動方面，在模態(tài)分析的基礎上，施加X、Y方向的功率譜密度，結果可看出其3σ應力和變形響應值很小;在跌落方面，從底面、側面以及45°三個方向上研究外殼跌落瞬間的最大應變情況，最大應力發(fā)生在底面跌落，但仍小于其屈服強度;噪聲分析結果顯示，在第一固有頻率導致的聲壓下，聲壓值遠遠小于國標規(guī)定;在關鍵部