复杂几何体注塑制品翘曲变形模拟仿真

摘要：注塑成型制品的翘曲变形作为评定制品质量的重要指标之一,其研究有着重要的应用价值。为提高具有复杂几何形状的塑件翘曲变形预测精度,对聚丙烯基热塑性弹性体（Thermal plastic olefin,TPO）分别进行了拉伸加载-卸载实验、压力-体积-温度（Pressure-volume-temperature,PVT）实验、复杂注塑制品翘曲变形的测量和数值模拟。材料的PVT曲线显示冷却过程中材料的热膨胀系数会发生非线性变化。拉伸应力应变曲线表明,材料未表现出明显的屈服,应变速率越大则弹性模量就越大,而在卸载时弹性模量小于初始弹性模量,并随总应变极限的增加而减小。修正Chaboche粘塑性模型并将其应用于高分子复合材料,对各温度和应变速率下的应力应变曲线进行拟合获得本构方程参数,编写子程序UMAT并嵌入到TPO复杂注塑制品的翘曲变形有限元模型中,所得模拟结果不仅能成功预测试样取样位置上翘曲变形的趋势,还能够发现在套筒位置和加强筋处的过度收缩。

关键词：热塑性弹性体 复杂塑件 注塑成型 翘曲变形 数值模拟 

单位：南京航空航天大学材料科学与技术学院 南京211106 福特汽车北美研发中心 迪尔伯恩48124