浆体模具器热型模具摹拟作业解析

　　将在中完成的模具实体模型转化为文件格式，导入ANSYS，为建立模具的三维有限元模型作准备。纸浆模塑机热压模具的材料选用H62黄铜，其具有优良的铸造性能和较高的力学性能，如切削加工性能好、可以焊接，耐腐蚀性好，一般适用于结构件和耐腐蚀件。我们选用三维实体单元Solid87进行网格划分，它适合于不规则模型划分及适用于三维稳态或瞬态热分析。通过自由网格划分(smartsize=5)，将模具有限元模型划分为37226个单元，共65420个节点;加热板有限元模型划分为22851个单元，共44884个节点，划分后的有限元模型如所示。

　　划分网格后的有限元模型热压模具加热过程中内部各节点的温度是时间的函数，随时间的增加而不断变化，因此属于瞬态热分析。在ANSYS分析类型中选择瞬态。模拟中施加的载荷和约束为：(1)根据实际生产工艺情况，在加热板内孔面上施加温度载荷T(2)空气温度边界条件为T=20℃;(3)模具表面与空气介质间的对流换热系数取经验值h=20;(4)设定模具初始温度载荷为T=20℃。定义加热时间为600s;时间子步长为30s。

　　仿真模拟结果分析本文所研究的纸浆模塑生产线实际温度控制装置模具温度场分布(工作面)模具温度场分布(背面)选用XMTD-7511P型智能显示调节仪。它采用模拟和数字滤波技术，因此抗干扰能力强，此外还具有误差修正、偏差指示功能。温度的测量选取型热电偶，其允许测量误差为&pmn;0.5℃，测量范围为-40～350℃，热响应时间为S=0.5s。

　　模具温度的实测方法为在模具侧面不同位置钻孔镶嵌入热电偶进行测量。从开始加热时刻起，每隔80s记录一次，即记录时刻分别为t=560s.测量后，待模具冷却到室温后再次加热并测量，取两次测量结果的平均值，以尽量减小人为误差。为验证有限元分析结果的可靠性，将其与实测温度相对比。通过坐标选取与热电偶表面相贴近的节点25031(0.03，0.035，0.04)，其不同时刻计算值与测量值对照见及。由图和表可以看出，有限元分析的数值与实测温度值相对误差小于10%，表明所建立的有限元模型正确，分析结果可靠，符合实际情况。

　　误差产生原因主要有以下几个方面：(1)在进行有限元分析时，对结构进行了简化，这必然使结果出现偏差;(2)由于实际生产时的复杂工作条件与计算时的条张以忱等纸浆模塑机热压模具仿真模拟分析研究设计件简化存在差异，导致误差的出现;(3)测量仪器本身的测量误差等导致结果出现误差。

　　结论本文通过对纸浆模塑制品的热压干燥模具温度场进行理论研究和有限元模拟分析，得出如下结论：(1)基于对热压干燥模具加热过程的理论分析，采用有限元软件中的热分析功能求解，计算结果详细反映出热压模具瞬态导热过程中的温度分布。(2)本文中的模具设计并不是 的模具结构，可在计算机模拟仿真基础上对模具进行进一步结构优化研究。