玻璃器皿压机夹模机构CAD系统的开发及冲压过程的有限元分析

论文摘要

夹模机构是玻璃器皿开模压机实现制品成型的关键子机构,本文结合天津市重点科技攻关项目“智能化异形玻璃器皿开模压机的研制”,在深入研究机械产品参数化设计理论和基本方法的基础上,提出了玻璃器皿压机夹模机构参数化设计的思想,并对Pro/ENGINEER进行二次开发,开发了玻璃器皿压机夹模机构的CAD系统,实现了夹模机构的快速设计,大大降低了夹模机构的设计周期。系统是以参数化设计思想为理论基础,依托Pro/ENGINEER强大的二次开发功能和Visual C++6.0的MFC资源,结合玻璃器皿压机夹模机构本身的特点而构建的。系统首先为Pro/ENGINEER环境下建立的三维模型和装配体设置参数和关系,将全部参数写入Access数据表中建立参数数据库,利用ODBC实现Access与MFC的连接,通过动态连接库完成MFC与Pro/TOOLKIT之间的通信,然后编写应用程序实现夹模参数化设计的功能。玻璃成型过程中的对玻璃温度的控制,对制品的最终质量有很重要的影响,而且模具因各部位温度分布不同而产生的热应力对模具的寿命也有很大影响,因此,对玻璃成型过程中的温度场以及冲压过程中冲头所产生的应力进行模拟,一方面有利于更好的设计夹模机构,另一方面对模具的设计以及成形时间的合理分配都有一定的帮助。本文以铰链式两开模机构成形玻璃制品为研究对象,在POLYFLOW软件平台下对冲压过程中冲头所产生的应力及其温度场进行有限元模拟分析。在了解玻璃材料性能的基础上,对有限元分析中所用到的流体力学的基本理论进行研究,最后利用Pro/ENGINEER建立几何模型,运用GAMBIT划分网格,在PLOYFLOW中进行仿真模拟,得出玻璃成形过程中的应力及温度场,并对其结果进行简要分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 相关技术在国内外的研究概况
• 1.2.1 CAD技术的发展及研究现状
• 1.2.2 玻璃成形CAE技术国内外研究情况
• 1.3 课题来源及主要研究工作
• 1.4 本章小结
• 2 夹模机构CAD系统的开发
• 2.1 玻璃器皿压机概述
• 2.2 夹模机构的结构分析
• 2.2.1 夹模机构工作原理
• 2.2.2 夹模机构受力分析
• 2.3 CAD系统开发介绍
• 2.3.1 CAD系统的开发平台
• 2.3.2 CAD系统的开发工具
• 2.3.3 CAD系统开发的关键技术
• 2.4 夹模机构CAD系统的开发
• 2.4.1 参数化设计思想
• 2.4.2 夹模机构的参数化设计思路
• 2.4.3 夹模机构CAD系统设计方案
• 2.4.4 夹模机构参数化模型库的建立
• 2.4.5 夹模机构设计参数数据库的建立
• 2.4.6 夹模机构CAD系统应用程序的设计
• 2.4.7 夹模机构CAD系统应用实例
• 2.5 本章小结
• 3 玻璃器皿成型过程的有限元分析
• 3.1 计算流体力学概述
• 3.2 POLYFLOW软件简介
• 3.3 器皿玻璃材料的性能
• 3.3.1 玻璃态的特性
• 3.3.2 玻璃的热历史
• 3.3.3 玻璃的黏度
• 3.3.4 玻璃的表面张力
• 3.3.5 玻璃的热学性能
• 3.3.6 玻璃的力学性能
• 3.4 玻璃成型的有限元基本理论
• 3.4.1 熔融玻璃运动的基本方程组
• 3.4.2 有限元模拟的理论模型
• 3.5 玻璃器皿成型的有限元分析
• 3.5.1 有限元模型的建立
• 3.5.2 建立求解模型
• 3.5.3 求解结果分析
• 3.6 本章小结
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 论文发表情况
• 8 致谢