1、-范文最新推荐-1 / 10VC+注塑过程流场模拟图形用户界面软件开发+ 源码摘要：塑料成型加工技术在机械行业中占有重要的比例，它亦是一个国家经济发达程度的标志之一。随着科学的发展，各种产品的更新换代速度越来越快，产品的更新更是以新产品的造型设计和模具的设计、制造与更新为前提的。传统的注塑设计、生产方式已经不能满足市场的需求，促使人们开发一种新技术来改善当前的状况。塑件注塑过程数值模拟技术就是针对现状而采取的一种能缩短工艺设计和产品试制周期，降低材料能耗的有效方法和措施。注塑过程流场模拟图形用户界面软件是注塑专用模具 CAD/CAE 集成软件的核心功能模块之一，对于数值模拟图形界面的开发和研究
2、来说是至关重要的。本文以 Windows XP 系统为开发平台，使用 Visual C+ 6.0 软件开发了注塑过程流场模拟图形用户界面软件。该软件能用于注塑流场中注射压力、注射速度等的模拟，将注塑过程中所需要的参数以及结果显示在用户面前，使注塑设计工作者能够根据模拟结果，预测正确的结果并制定正确的注塑工艺优化方案。12195关键词： 注塑；流场；数值模拟；用户界面；CAD/CAEA Development on the Graphical User Interface for Injection Molding Simulation of Flow FieldAbstract: Plasti
3、c molding and processing technology is one of the signs of economic sophistication of a country and represent an important proportion of machinery industry. With the development of science, various product upgrades faster, product updates are new product modeling design and die design, manufacturing
4、 and updating as a precondition. Traditional injection molding design, production can no longer meet the needs of the market, contribute to developing a new technology to improve the current situation. Numerical simulation of plastic injection molding process is taken against the status quo can shor
5、ten -范文最新推荐-3 / 10the design process and product development cycle, effective methods and measures to reduce energy consumption of materials. Flow field simulation of injection molding process is a special mold for injection CAD/CAE graphical user interface software integrated one of the core module
6、s of the software, graphics interface development for numerical simulation and research is critical. 致谢 24参考文献 25附录 261 引言注塑不但是一种工业产品生产成形的方法，它也是制造塑料制品的一种方法1。虽然一些其他的制造方法的发展也很快，但注塑成形技术在机械行业中还是占有重要的比例。中国注塑业具有悠久的历史，但在某些注塑工艺上所采用的设计方法却很传统，依旧通过经验法来取得合格的塑件。然而随着科学的发展，各种产品的更新换代速度越来越快，产品的更新更是以新产品的造型设计和模具的设计、制造
7、与更新为前提的。设计是更新的基础，设计工作同样与产品的更新信息息息相关。传统的手工设计模式已经不能很好地适应时代的需要，计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助工程 (CAE)相继产生，但是由于发展的技术有限，要使这两种软件合二为一，完全能适应不同的模具产品，还需要有针对性的开发注塑专用模具 CAD/CAE 于一体的系统软件1。随着我国注塑行业的飞速发展，注塑设计工程师越来越短缺，已经严重制约了注塑行业的健康发展。同时，随着原材料价格的上涨、人民币的升值以及外销退税，市场竞争日趋激烈。产品的性能已不是吸引消费者的眼球的最主要因素，产品的包装设计、创新性、合理性等因素开始慢慢的占主导位置1。-范文最
8、新推荐-5 / 10此种现象使人们在开发系统软件的过程中将产品的包装设计、合理性以及人机结合的设计提升至一个新的层面，于是在注塑专用模具 CAD/CAE 集成软件技术开发的过程中，数值模拟图形界面的开发是至关重要的2 。在塑件产品开发上，数值模拟技术可缩短工艺设计和产品试制周期，显著降低能耗和材料消耗。但是目前国内的数值模拟技术还不够成熟，因此本课题试图研究开发注塑过程模拟图形用户界面，深入开展该领域的研究，从而对数值模拟技术进行推广。 Fm 单位质量流体所受外力矢量；P 流体压力；Fvisc 单位质量流体所受粘性力矢量；e 流体的比内能；能量耗散系数；Q 外界传给单位体积流体的热量由于注塑件
9、一般为薄壁件，因此型腔可以假设为相距很近的两块平行平板，塑料熔体在其中的流动可以视为广义 Hele-Shaw 流动。基于充填过程的特点，对二维粘性流体力学基本方程进行简化，从而得到熔体在型腔中流动过程的控制方程14。3.1.2 有限元分析注塑过程的有限元分析是将问题的求解区域划分为一系列小的单元，各个单元之间紧靠节点连接14。单元内部点的待求量可由单元节点量通过选定的函数关系插值求得。运用软件对塑料熔体注塑过程进行模拟分析主要包括以下几个步骤：（1） 几何模型的建立对于复杂的实体可从 CAD等绘图软件导入。-范文最新推荐-7 / 10（2） 网格划分采用映射网格划分法，增加固定壁面处网格密度，
10、有利于求得精确解。（3） 确定边界条件并施加载荷固定壁面处各向速度、压力为 0，入口处施加速度、压力载荷；在固定壁面和入口处施加不同的温度约束。（4） 运算求解选择相应方程及参数。（5） 后处理显示并查看结果。3.2 数值算法数值算法是将本来求解的流场中的温度、时间、速度等参数随空间、时间连续分布的问题转换为在时间域和空间域内有限离散点上的速度值或温度值的问题，用这些离散点上的数值去逼近连续的分布数值15。 当 x = xi-1 时，xi-1 - xi = -x (x 0)(3.6)由式(3.4)，(3.5)即可得到各阶导数的各种有限差商格式。对于一阶导数，可以用以下三种差商近似：向前差商：由
11、式(3.6).7)向后差商：(3.8)中心差商：有限差分法依据差商为微商的近似，从微分形式出发，用差商代替微商建立差分方程式，不同的差商所带来的误差也不相同。由式(3.6)、(3.7) 可以看出向前差商和向后差商均是舍去了(x)以后的所有高阶项，其截断误差是与x 同阶的小量O(x)，即具有一阶精度；而从式(3.8)可以看出中心差商是舍去了(x)2 以后的所有高阶项，其-范文最新推荐-9 / 10截断误差是与(x)2 同阶的小量，即具有二阶精度。可见，中心差商的截断误差小于向前或向后差商。同样由式(3.4)、式(3.5)可以用二阶差商近似二阶偏导数，其截断误差是与(x)2 同阶的小量，具有二阶精
12、度。其表达式为：(3.10)3.4 差分方法的性质衡量一个差分方程的好坏，首先需要考虑其相容性、收敛性以及稳定性。1）相容性当时间步长和空间的网格间距趋近于零时，如果差分方程的截断误差趋于零，则称差分方程与微分方程相容。相容性意味着当时间、空间步长趋于零时，差分方程逼近微分方程。显然，当方程的截断误差呈 O( ， )的形式时(m， n 均大于零 )，该差分方程具有相容性。但当截断误差表达式中含有 项时，相容性仅在一定的条件下才能满足。2）收敛性当时间、空间步长趋近于零时，各个节点的离散误差趋近于零，则称该差分方程收敛。直接证明差分方程的收敛性是比较困难的，但对于线性初值问题，根据 Lax 等价性定理，可以通过稳定性的证明来间接证明差分方程的收敛性。
