【第三季,第1期】 压铸模生产裂纹分析与改善 Cast-Designer v7.5 去年推出全新模块CDPE,全称(Cast-Designer Performance)。该模块采用了固体力学的三维非线性有限元求解器,目的是结合铸件的缺陷(缩孔、气孔、残余应力)通过载荷边界条件(装配、受力、热)等,分析铸件在扭矩试验、压力测试等情况下的机械性能。 这部分内容的详细介绍,可翻看去年“C家精讲”第二季,11期,12期,13期 经过一年的应用,CDPE的分析对象从铸件,延伸到了模具和后加工过程的力学分析。接下来几篇短文,均来自于全球顶级汽车配件供应商(全球前十),其中包括自动变速箱、发动机关键零部件等领导者。 缺陷:压铸模生产裂纹 模具生产中,局部产生裂纹 *** Detailof Mould *** Project Area : 537.43 cm2 Casting Pressure : 600 kgf/cm2 Total force of Lower Slide Core is =322.5kgf 在压铸生产中,模具损坏最常见的形式是裂纹、开裂。应力是导致模具损坏的主要原因。热、机械、化学、操作冲击都是产生应力之源,包括有机械应力和热应力。而且裂纹的发展很快,沿着某个方向延伸。 毛坯质量、表面处理、模具温度、充型的高压冲击、热应力、开模的机械应力、生产过程这些因数都是造成裂纹的因数。(分析起来非常复杂,具体可以百度一下进行科普) CDPE 分析: 今天,我们重点关注是合理的模具结构设计,如何通过模具结构的改变,在不改变其生产条件下,减少重点位置的应力集中。 以下是具体的约束条件和加载边界条件,黄色面为固定面,蓝色面为接触面。在下滑块中施加 322,458 kgf 的力,同时考虑 1,650,000 kgf 的锁模力。 通常,要做力学性能分析,需要使用到大型的结构力学分析软件。因为目前商用的铸造分析软件中,分析的重点是充型、凝固、模具温度等。而对于受力载荷则是无能为力了。C3P Cast-Designer CDPE 模块,填补了铸造分析软件不能分析结构力学的空白。 从现有结果来看,原设计的最大主应力结果值约为300MPa+,接近材料的屈服应力。可见该应力区域与裂纹区域吻合。 结构改善与优化: 新的设计中,对于Lower Slide Core的结构进行了优化,见下图: 新设计中,最大主应力数值从300Mpa+ 降低到230MPa左右。如果我们考虑温度的影响,它接近材料的屈服应力,但仍然是安全的。而且应力分布更为平均,没有出现应力集中的情况。同时,新设计除了结构和形状改变外,去掉了两个中孔,减少和避免裂纹的产生和扩展的风险。 在此,我算是“抛砖引玉”吧,对于CDPE,还有很多的意想不到的延伸应用。不知道是否算“前沿应用”,仅供有需求的朋友们参考。 |
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