计算机研究 -塑料异型材挤出成型模具计算机辅助分析系统的研究.pdf

### 计算机辅助分析系统在塑料异型材挤出成型模具中的应用研究 #### 一、引言 随着塑料工业的发展，塑料异型材因其轻便、成本低廉且易于加工等特点，在建筑、包装等行业得到广泛应用。特别是塑料门窗的普及，使得对塑料异型材的质量要求不断提高。塑料异型材挤出模头作为决定产品质量的关键部件，其性能直接影响到最终产品的品质。因此，采用计算机辅助分析（CAA）技术对挤出模头进行优化设计与分析具有重要意义。 #### 二、研究背景与意义 1. **塑料异型材挤出成型概述**：塑料异型材挤出成型是一种将加热后的塑料熔体通过特定形状的模头挤出，形成所需形状的过程。该过程包括加热、塑化、挤出等环节。 2. **模具的重要性**：挤出模头的设计与制造对产品的尺寸精度、表面质量和内部结构都有直接影响。优秀的模具设计可以显著提高生产效率，降低废品率。 3. **计算机辅助分析的意义**：利用计算机模拟技术可以有效地预测和分析挤出过程中可能遇到的问题，如熔体流动状态、温度分布、压力变化等，从而指导模具的设计与优化。 #### 三、关键技术与方法 1. **模头结构分析**：通过对塑料异型材挤出模头的结构进行详细分析，了解各个组成部分的功能与相互关系，为后续的数学建模奠定基础。 2. **流变学基础**：聚合物流变学是研究高分子材料在不同条件下的流动特性的学科。在本研究中，流变学原理被用来建立熔体流动的数学模型。 3. **数学模型建立**： - **压力降计算**：根据不同区域的压力变化情况，建立相应的压力降计算公式。 - **熔体停留时间及平均流速**：为了确保产品质量，需要精确计算熔体在模头内的停留时间和平均流速。 - **冷却系统分析**：建立冷却系统分析模型，确保模头温度控制在最佳范围内。 4. **受力分析与强度校核**：对分流支架及型芯连接螺钉进行受力分析，并建立相应的强度校核公式，确保模具在使用过程中的安全性和可靠性。 #### 四、软件开发与应用 1. **开发工具选择**：本研究选择了VBA（Visual Basic for Applications）作为开发工具，对AutoCAD进行二次开发，以实现计算机辅助分析系统的功能。 2. **程序实现**：根据上述建立的数学模型和校核公式，开发了一套完整的塑料异型材挤出模计算机辅助分析程序。 3. **功能介绍**：该程序能够进行压力降计算、熔体停留时间计算、冷却效果评估以及强度校核等功能。 4. **应用案例**：通过几个实际案例的应用，验证了该系统的有效性和实用性。 #### 五、结论与展望 本研究通过对塑料异型材挤出模头进行全面的计算机辅助分析，不仅提高了模具设计的准确性，还极大地提升了产品质量和生产效率。未来还可以进一步探索更多高级的模拟技术和优化算法，以满足不断发展的市场需求。 塑料异型材挤出成型模具计算机辅助分析系统的开发，对于促进塑料工业的技术进步和产业升级具有重要意义。