基于CAE與DOE的家用電鉆優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在注塑領(lǐng)域以及產(chǎn)品可靠性檢測(cè)等領(lǐng)域的深入應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅影響成型質(zhì)量，同時(shí)，對(duì)于產(chǎn)品的可靠性也有明顯的影響。同時(shí)，電鉆對(duì)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(shí)，對(duì)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(duì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，分析了其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征，利用Moldflow模擬外殼在注塑成型過(guò)程中的充填、保壓以及翹曲等成型過(guò)程，分析了充填時(shí)間、充填結(jié)束時(shí)的壓力、熔接痕、流動(dòng)前沿溫度以及翹曲變形，最后得到結(jié)果:塑料充填時(shí)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(dòng)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(shù)，基于Moldflow仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用不同的試驗(yàn)方法針對(duì)

3、不同目的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)全因子實(shí)驗(yàn)方法，以熔料溫度、模具溫度、注射時(shí)間、保壓壓力、保壓時(shí)間以及冷卻時(shí)間六個(gè)工藝參數(shù)作為實(shí)驗(yàn)因子，以制品翹曲變形量以及體積收縮率為研究目標(biāo)，確定了熔體溫度、模具溫度、保壓壓力、保壓時(shí)間四個(gè)工藝參數(shù)對(duì)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(shí)驗(yàn)方案最后所得結(jié)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(chǔ)上，結(jié)合可靠性試驗(yàn)的要求，完

4、成了熱變形、隨機(jī)振動(dòng)、跌落沖擊、噪聲分析以及關(guān)鍵部位強(qiáng)度校核。在熱變形方面，探討了電鉆在極限溫度下的應(yīng)變和應(yīng)力，且最大應(yīng)力值小于許用應(yīng)力值;在隨機(jī)振動(dòng)方面，在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，施加X(jué)、Y方向的功率譜密度，結(jié)果可看出其3σ應(yīng)力和變形響應(yīng)值很小;在跌落方面，從底面、側(cè)面以及45°三個(gè)方向上研究外殼跌落瞬間的最大應(yīng)變情況，最大應(yīng)力發(fā)生在底面跌落，但仍小于其屈服強(qiáng)度;噪聲分析結(jié)果顯示，在第一固有頻率導(dǎo)致的聲壓下，聲壓值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)標(biāo)規(guī)定;在關(guān)鍵部