模具設計復合材料成型分析

楊鑫 韓爽 胡博 韓倩茹

摘要：大型復合材料零件在成型過程中需要使用大型框架模具，設計時首先需要進行模型建模。本文分析了實際應用中模具的應力和變形。同時，分析了設計中的其他問題。這樣可以確保模具設計的效率和準確性，并使模具結構更符合復合零件的成型。要求。

關鍵字：模具設計;框架成型;復合材料

復合材料具有良好的優勢，并且已經在航空領域中使用。由于飛機零件需要很高的精度，并且它們的尺寸很大，因此通常使用復合材料來固化它們。在復合材料的模制過程中，復合材料組分將直接接觸模具的模制表面。模具變形后，組件的尺寸和形狀將受到影響。如果模具的尺寸較大，則在固化過程中，模具表面的溫度場不均勻會影響復合材料的固化質量和表面溫度。目前，在一些大型模具的成型過程中，通常選擇框架結構。該結構具有均勻的厚度，同時通風效果良好，并且可以快速地升高和降低溫度。這些模具中的每個點都可以均勻加熱。由于溫度的上升和下降，所有零件都不會變形。在當前設計框架型模具的過程中，當設計多個支撐框架時，不僅需要進行重復且繁瑣的操作，而且還需要耗時且勞動密集的操作。設計模型需要豐富的經驗，但模具使用起來比較麻煩。這不利于檢查模型的溫度和變形。在設計模具的過程中，它缺乏準確性和效率。為了及時改善情況，有必要提高模具設計和修改的效率。同時，在設計過程中應充分考慮解決零件制造過程中復合材料的凝固和變形問題。在設計這種框架型模具時，應建立一種快速更換模型的方法，并通過有限元分析模型，根據分析結果對模型進行優化和調整，以更好地調整模具。對模具的尺寸和回彈進行設計補償，以獲得最準確的模具結構設計結果。

一、快速建模方法

如果是框架型模具成型，則其結構主要包括底板，型材面板和吊環。在設計模具的過程中，需要調整參數，例如支撐隔板的數量和厚度以及通風口的定位尺寸。目前，CATIA軟件通常用于設計模型模具的過程中。建模時，必須首先提取并加入產品輪廓，以形成模板。然后執行分區。為了在隔板上制造通風孔，需要通過平面化，繪制草圖和凸臺等來形成。隔板和隔板上的通風孔與銘牌相連。分區很多，需要重復分區的繪制工作，這需要大量的工作，并且會花費設計者大量的時間和精力。但是，通過產品智能模板操作，可以將在建模過程中收集的草圖繪制，凸臺和其他命令集中到一個命令中，以進行集體封裝。執行命令集時，僅需要“從選擇中實例化”即可。這樣，可以避免很多重復的操作，并且可以在諸如圖紙分隔和通風孔之類的操作中節省大量時間。使用公式命令調整參數并為其分配值。在稍后階段，可以通過更改參數分配來更改參數值。同時，還可以通過公式的定義來實現變量之間的關系，從而可以基于另一個變量的更改來更改變量，從而可以更改參數。有待實現。通過采用這種建模方法，可以快速設計可變參數，例如縱向隔板的數量和異型板的厚度。此時，如果合理地更改參數的值，請刷新視圖并稍微更改模型以滿足設計更改要求。這樣，可以縮短框架模具的建模時間，并且可以更快地進行模型更改和設計。它不僅提高了模具的更換和設計效率，而且優化了有限元模型的分析和設計。

二、有限元模型分析

設計復合框架模具時，通常需要根據經驗檢查模具結構的強度。當制定通風口的尺寸和隔板的間距時，將進行保守的設計，例如減小隔板的間距或減小隔板的間距。增加板等的厚度，雖然可以通過這種方法提高模具的性能，但是由于模具制造過程中的周期較長，并且模具的成本較高，因此會影響模具的性能。設備的使用。首先需要使用有限元分析方法來檢查模具的變形和應力，以便可以很好地確定設計模具的可行性，并且還可以在變形和變形的條件下調整模具設計的參數。壓力。在滿足性能的條件下，可以減輕模具的重量，從而可以減少運輸和成本，此外，可以有效地縮短制造周期。特別是對于某些梁式復合零件和蒙皮，它們的尺寸相對較大，因此模具主體的框架式支撐結構需要大量成本和材料，并且這部分成本也將在計算之后需要使用有限元分析方法來合理選擇支撐板的結構和尺寸，以便在降低模具的經濟成本的基礎上確保復合零件的成型質量。

三、結論

為了提高模具設計的效率和準確性，有必要解決零件制造過程中的固化問題。在設計這種有框模具時，首先要建立其快速更換模式和建模方法。本文通過有限元模型分析方法進行了數值模擬測試，并對模型分析的結果進行了調整和優化，以利于將來對模具的回彈和尺寸進行設計補償，從而確定可以最終獲得最準確的模具。設計結果。

參考文獻

[1]晏冬秀，劉衛平，黃鋼華等.復合材料熱壓罐成型模具設計研究[J].航空制造技術，2012，（7）：49-52.

遼寧大連 大連工業大學 116000