模具設(shè)計(jì)復(fù)合材料成型分析

楊鑫 韓爽 胡博 韓倩茹

摘要：大型復(fù)合材料零件在成型過(guò)程中需要使用大型框架模具，設(shè)計(jì)時(shí)首先需要進(jìn)行模型建模。本文分析了實(shí)際應(yīng)用中模具的應(yīng)力和變形。同時(shí)，分析了設(shè)計(jì)中的其他問(wèn)題。這樣可以確保模具設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性，并使模具結(jié)構(gòu)更符合復(fù)合零件的成型。要求。

關(guān)鍵字：模具設(shè)計(jì);框架成型;復(fù)合材料

復(fù)合材料具有良好的優(yōu)勢(shì)，并且已經(jīng)在航空領(lǐng)域中使用。由于飛機(jī)零件需要很高的精度，并且它們的尺寸很大，因此通常使用復(fù)合材料來(lái)固化它們。在復(fù)合材料的模制過(guò)程中，復(fù)合材料組分將直接接觸模具的模制表面。模具變形后，組件的尺寸和形狀將受到影響。如果模具的尺寸較大，則在固化過(guò)程中，模具表面的溫度場(chǎng)不均勻會(huì)影響復(fù)合材料的固化質(zhì)量和表面溫度。目前，在一些大型模具的成型過(guò)程中，通常選擇框架結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有均勻的厚度，同時(shí)通風(fēng)效果良好，并且可以快速地升高和降低溫度。這些模具中的每個(gè)點(diǎn)都可以均勻加熱。由于溫度的上升和下降，所有零件都不會(huì)變形。在當(dāng)前設(shè)計(jì)框架型模具的過(guò)程中，當(dāng)設(shè)計(jì)多個(gè)支撐框架時(shí)，不僅需要進(jìn)行重復(fù)且繁瑣的操作，而且還需要耗時(shí)且勞動(dòng)密集的操作。設(shè)計(jì)模型需要豐富的經(jīng)驗(yàn)，但模具使用起來(lái)比較麻煩。這不利于檢查模型的溫度和變形。在設(shè)計(jì)模具的過(guò)程中，它缺乏準(zhǔn)確性和效率。為了及時(shí)改善情況，有必要提高模具設(shè)計(jì)和修改的效率。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮解決零件制造過(guò)程中復(fù)合材料的凝固和變形問(wèn)題。在設(shè)計(jì)這種框架型模具時(shí)，應(yīng)建立一種快速更換模型的方法，并通過(guò)有限元分析模型，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以更好地調(diào)整模具。對(duì)模具的尺寸和回彈進(jìn)行設(shè)計(jì)補(bǔ)償，以獲得最準(zhǔn)確的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果。

一、快速建模方法

如果是框架型模具成型，則其結(jié)構(gòu)主要包括底板，型材面板和吊環(huán)。在設(shè)計(jì)模具的過(guò)程中，需要調(diào)整參數(shù)，例如支撐隔板的數(shù)量和厚度以及通風(fēng)口的定位尺寸。目前，CATIA軟件通常用于設(shè)計(jì)模型模具的過(guò)程中。建模時(shí)，必須首先提取并加入產(chǎn)品輪廓，以形成模板。然后執(zhí)行分區(qū)。為了在隔板上制造通風(fēng)孔，需要通過(guò)平面化，繪制草圖和凸臺(tái)等來(lái)形成。隔板和隔板上的通風(fēng)孔與銘牌相連。分區(qū)很多，需要重復(fù)分區(qū)的繪制工作，這需要大量的工作，并且會(huì)花費(fèi)設(shè)計(jì)者大量的時(shí)間和精力。但是，通過(guò)產(chǎn)品智能模板操作，可以將在建模過(guò)程中收集的草圖繪制，凸臺(tái)和其他命令集中到一個(gè)命令中，以進(jìn)行集體封裝。執(zhí)行命令集時(shí)，僅需要“從選擇中實(shí)例化”即可。這樣，可以避免很多重復(fù)的操作，并且可以在諸如圖紙分隔和通風(fēng)孔之類的操作中節(jié)省大量時(shí)間。使用公式命令調(diào)整參數(shù)并為其分配值。在稍后階段，可以通過(guò)更改參數(shù)分配來(lái)更改參數(shù)值。同時(shí)，還可以通過(guò)公式的定義來(lái)實(shí)現(xiàn)變量之間的關(guān)系，從而可以基于另一個(gè)變量的更改來(lái)更改變量，從而可以更改參數(shù)。有待實(shí)現(xiàn)。通過(guò)采用這種建模方法，可以快速設(shè)計(jì)可變參數(shù)，例如縱向隔板的數(shù)量和異型板的厚度。此時(shí)，如果合理地更改參數(shù)的值，請(qǐng)刷新視圖并稍微更改模型以滿足設(shè)計(jì)更改要求。這樣，可以縮短框架模具的建模時(shí)間，并且可以更快地進(jìn)行模型更改和設(shè)計(jì)。它不僅提高了模具的更換和設(shè)計(jì)效率，而且優(yōu)化了有限元模型的分析和設(shè)計(jì)。

二、有限元模型分析

設(shè)計(jì)復(fù)合框架模具時(shí)，通常需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)檢查模具結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。當(dāng)制定通風(fēng)口的尺寸和隔板的間距時(shí)，將進(jìn)行保守的設(shè)計(jì)，例如減小隔板的間距或減小隔板的間距。增加板等的厚度，雖然可以通過(guò)這種方法提高模具的性能，但是由于模具制造過(guò)程中的周期較長(zhǎng)，并且模具的成本較高，因此會(huì)影響模具的性能。設(shè)備的使用。首先需要使用有限元分析方法來(lái)檢查模具的變形和應(yīng)力，以便可以很好地確定設(shè)計(jì)模具的可行性，并且還可以在變形和變形的條件下調(diào)整模具設(shè)計(jì)的參數(shù)。壓力。在滿足性能的條件下，可以減輕模具的重量，從而可以減少運(yùn)輸和成本，此外，可以有效地縮短制造周期。特別是對(duì)于某些梁式復(fù)合零件和蒙皮，它們的尺寸相對(duì)較大，因此模具主體的框架式支撐結(jié)構(gòu)需要大量成本和材料，并且這部分成本也將在計(jì)算之后需要使用有限元分析方法來(lái)合理選擇支撐板的結(jié)構(gòu)和尺寸，以便在降低模具的經(jīng)濟(jì)成本的基礎(chǔ)上確保復(fù)合零件的成型質(zhì)量。

三、結(jié)論

為了提高模具設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性，有必要解決零件制造過(guò)程中的固化問(wèn)題。在設(shè)計(jì)這種有框模具時(shí)，首先要建立其快速更換模式和建模方法。本文通過(guò)有限元模型分析方法進(jìn)行了數(shù)值模擬測(cè)試，并對(duì)模型分析的結(jié)果進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，以利于將來(lái)對(duì)模具的回彈和尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)補(bǔ)償，從而確定可以最終獲得最準(zhǔn)確的模具。設(shè)計(jì)結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]晏冬秀，劉衛(wèi)平，黃鋼華等.復(fù)合材料熱壓罐成型模具設(shè)計(jì)研究[J].航空制造技術(shù)，2012，（7）：49-52.

遼寧大連 大連工業(yè)大學(xué) 116000