[發明專利]塑料注射成型過程中注射時間參數的確定方法

無效

• 申請號: 200710053036.6
• 申請日: 2007-08-24
• 公開（公告）號: CN101118569A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 周華民;李德群;趙朋;崔樹標;嚴波
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 方放

1.一種塑料注射成型過程中注射時間參數的確定方法，包括：

(1)確定制品幾何信息步驟，根據制品型腔的幾何形狀以及澆口設置的位置確定制品平均壁厚、制品體積和制品型腔最大流動長度；

(2)確定塑料參數步驟，從塑料提供商處獲得制品所使用的塑料材料的物性參數及材料推薦參數，物性參數包括熔融密度、比熱容、熱導率和材料粘度七參數模型中的七個材料常數；材料推薦參數包括注射溫度和模具溫度；

(3)設置注射時間區間、時間步長步驟，注射時間區間最大值≤20s，時間步長≤5s；

(4)簡化模型模擬計算步驟，在設定的注射時間區間內，每次按時間步長增加注射時間，根據步驟(1)和(2)所確定的制品幾何信息及塑料參數，采用簡化注射流動模型，計算當前注射時間下的注射壓力和最小熔體前沿溫度模擬值；其過程為：

(4.1)建立制品型腔簡化模型，根據制品體積相等的原則將制品所對應的復雜型腔簡化成端部帶澆口的矩形平板，其長度為制品型腔最大流動長度，高度為制品平均壁厚；

(4.2)建立二維差分離散網格；

(4.3)初始化參數，設置入口的溫度為注射溫度，入口的初始剪切速率為0；

(4.4)計算當前時刻的粘度η及流動率S：

η=η01+[η0×γ·/τ*]1-n,]]>η0=D1e[-A1(T-(D2+D3P))A2+T-D2],]]>S=∫0b(z2/η)dz,]]>

式中，材料常數τ^*、D₁、D₂、D₃、A₁、A₂、n，零剪切黏度η₀，剪切速率，簡化模型矩形平板高度的一半b，簡化模型矩形平板高度方向坐標z；

(4.5)求解壓力場P：

Λ=-∂P∂x=Q2WS,]]>

壓力降Λ經數值積分求得壓力場P，計算由熔體前沿開始，取壓力為0，逆向積分至熔體入口，式中，壓力降Λ，注射流量Q，簡化模型矩形平板寬度W；

(4.6)計算剪切速率及速度u：

γ·=Λ*(1/η)*z,]]>u=∫zbγ·dz;]]>

(4.7)根據下述控制方程計算溫度場T：

∂T∂t=(K∂2T∂z2+η(∂u∂z)2)/(ρCp)-u∂T∂x,]]>

式中，時間t，熱導率K，熔體密度ρ，比熱容C_p，簡化模型矩形平板長度方向坐標x；

(4.8)判斷型腔是否充滿，是則轉步驟(4.9)，否則將所得結果與預測的熔體下一時刻前沿位置相結合，計算下一時刻的溫度場，依次進行下去，直至整個模型充滿為止；

(4.9)求得注射壓力和最小熔體前沿溫度；

(5)優化目標函數計算步驟，根據步驟(4)所確定的注射壓力和最小熔體前沿溫度模擬值，計算各注射時間下的優化目標函數值F(P，T，t)，獲得一組注射時間區間的優化目標函數值；

F(P,T,t)=w1×(P-Pmin)(Pmax-Pmin)+w2×(T-Tmin)(Tmax-Tmin)+w3×(t-tmin)(tmax-tmin)]]>

式中，注射壓力P、最小熔體前沿溫度T、注射時間t、注射時間區間下限t_min、注射時間區間上限t_max；注射壓力區間下限P_min、注射壓力區間上限P_max、最小熔體前沿溫度區間下限T_min、最小熔體前沿溫度區間上限T_max；權值w₁、w₂、w₃為0～1；

(6)確定最優注射時間步驟，取步驟(5)優化目標函數值中的最小值所對應的注射時間為最優注射時間。