图3-1 型腔的简化图                     图3-2 商标芯的简化图

图3-3 螺纹型芯的简化图

图3-4 型腔有限元网格模型                图3-5 商标芯有限元网格模型

的结构特点，选择的单元类型为“SOLID185”，该单元是三维六面体结构，单元通过8节点进行定义，每个节点有3个自由度，即UX、UY、UZ。

定义材料属性，即输入有限元分析的材料参数。对于分析的不同问题，可以将材料参数简化为直线型或双折线型或曲线型等，而本文进行有限元分析的结构都属于线性材料。另外，在参数的设置中，需要确定各个模型的弹性模量以及泊松比。弹性模量，即在弹性范围内，由于大多数的材料遵循虎克定律，即变形与受力成正比，则纵向应力和应变的比例常数就是所谓的弹性模量E。而横向应变与纵向应变的比值也就是泊松比。模具型腔的材料为不锈钢9Cr18，该材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0。3，密度为7。75 g/cm ³。旋转型芯和商标芯采用同一种材料合金钢38CrMoAl,其弹性模量为206GPa,泊松比为0。3，密度为7。85g/cm ³。文献综述

3。1。3 划分网格

网格的划分是有限元分析过程中重要的一步，目的等效于将结构体划分为有限个单元网格组成的系统，网格划分的好坏关系着分析结果的精度以及计算机计算的效率。网格划分的越细,单元越小越密集,计算精度越高。网格类型包括自由网格划分、扫掠网格划分、混合网格划分以及映射网格划分。其中自由网格的划分并没有限制单元的形状，不遵循固定的模式，并且划分的功能强大，适用于划分较复杂的面、体的网格，这样可避免对某个部位进行划分然后组装的麻烦。其次，在进行网格划分时，在ANSYS软件里可采用智能尺寸控制技术进行控制所划分的网格尺寸大小及分布的疏密。同时，还可以采用人工设置，进而选择网格大小与疏密。本文中的成型零件都

较为复杂，因此选择自由网格划分，并且选择智能尺寸控制的方法，选择等级为6；同样可以手动设置单元尺寸。经过有限元的网格划分，可在软件中查看各个模型的单元数以及节点数。其中，型腔模型网格划分的单元数为401436，节点数为74693；螺纹型芯模型网格划分的单元数为52619，节点数为11718；商标芯模型网格划分的单元数为30510，节点数为6098。如图3-4、3-5、3-6，分别为型腔、商标芯以及螺纹型芯的有限元网格划分后的模型。

图3-6 螺纹型芯有限元网格模型

3。1。4 设置边界条件及施加载荷

在有限元ANSYS中，载荷可定义为支撑、约束、边界条件等，并且根据不同物理环境分为自由度约束、集中力载荷、面载荷、体载荷等。自由度约束，是指将某个固定的自由度用特定的数值替代；集中力载荷，是指施加在节点处的集中载荷；面载荷，是指施加在某个面上的载荷；体载荷，是指施加在某个体上的载荷。ANSYS加载有两种方法，一种为加载实体模型上，如施加在关键点、线、面等，另一种为施加在有限元模型上，如节点、单元等。不管哪种方法，最终计算的载荷都将施加到有限元模型上。

本文中的型腔属于整体嵌入式，其内壁受到型腔压力，型腔的固定方式为台肩固定，因此，台肩面受到固定约束。另外一般常见的塑料材料成型时受到的型腔压力约为20~50MPa，可设型腔压力为25MPa，对型腔内壁施加25MPa的压力，约束台肩的三个自由度。螺纹型芯属于组合式型芯，采用台肩定位方式，螺纹部位受到包紧力作用，脱模时脱模力要克服掉包紧力施加在螺纹型芯表面的摩擦力。因此，对螺纹型芯进行约束时，需对台肩面限制三个自由度，而对于单位面积的包紧力P一般为8~12MPa，可取值为10MPa。商标芯属于组合式的型芯，其右端面受到型腔压力，其值为25MPa，左端面受到约束固定。来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-