模具设计复合材料成型分析

杨鑫 韩爽 胡博 韩倩茹

摘要：大型复合材料零件在成型过程中需要使用大型框架模具，设计时首先需要进行模型建模。本文分析了实际应用中模具的应力和变形。同时，分析了设计中的其他问题。这样可以确保模具设计的效率和准确性，并使模具结构更符合复合零件的成型。要求。

关键字：模具设计;框架成型;复合材料

复合材料具有良好的优势，并且已经在航空领域中使用。由于飞机零件需要很高的精度，并且它们的尺寸很大，因此通常使用复合材料来固化它们。在复合材料的模制过程中，复合材料组分将直接接触模具的模制表面。模具变形后，组件的尺寸和形状将受到影响。如果模具的尺寸较大，则在固化过程中，模具表面的温度场不均匀会影响复合材料的固化质量和表面温度。目前，在一些大型模具的成型过程中，通常选择框架结构。该结构具有均匀的厚度，同时通风效果良好，并且可以快速地升高和降低温度。这些模具中的每个点都可以均匀加热。由于温度的上升和下降，所有零件都不会变形。在当前设计框架型模具的过程中，当设计多个支撑框架时，不仅需要进行重复且繁瑣的操作，而且还需要耗时且劳动密集的操作。设计模型需要丰富的经验，但模具使用起来比较麻烦。这不利于检查模型的温度和变形。在设计模具的过程中，它缺乏准确性和效率。为了及时改善情况，有必要提高模具设计和修改的效率。同时，在设计过程中应充分考虑解决零件制造过程中复合材料的凝固和变形问题。在设计这种框架型模具时，应建立一种快速更换模型的方法，并通过有限元分析模型，根据分析结果对模型进行优化和调整，以更好地调整模具。对模具的尺寸和回弹进行设计补偿，以获得最准确的模具结构设计结果。

一、快速建模方法

如果是框架型模具成型，则其结构主要包括底板，型材面板和吊环。在设计模具的过程中，需要调整参数，例如支撑隔板的数量和厚度以及通风口的定位尺寸。目前，CATIA软件通常用于设计模型模具的过程中。建模时，必须首先提取并加入产品轮廓，以形成模板。然后执行分区。为了在隔板上制造通风孔，需要通过平面化，绘制草图和凸台等来形成。隔板和隔板上的通风孔与铭牌相连。分区很多，需要重复分区的绘制工作，这需要大量的工作，并且会花费设计者大量的时间和精力。但是，通过产品智能模板操作，可以将在建模过程中收集的草图绘制，凸台和其他命令集中到一个命令中，以进行集体封装。执行命令集时，仅需要“从选择中实例化”即可。这样，可以避免很多重复的操作，并且可以在诸如图纸分隔和通风孔之类的操作中节省大量时间。使用公式命令调整参数并为其分配值。在稍后阶段，可以通过更改参数分配来更改参数值。同时，还可以通过公式的定义来实现变量之间的关系，从而可以基于另一个变量的更改来更改变量，从而可以更改参数。有待实现。通过采用这种建模方法，可以快速设计可变参数，例如纵向隔板的数量和异型板的厚度。此时，如果合理地更改参数的值，请刷新视图并稍微更改模型以满足设计更改要求。这样，可以缩短框架模具的建模时间，并且可以更快地进行模型更改和设计。它不仅提高了模具的更换和设计效率，而且优化了有限元模型的分析和设计。

二、有限元模型分析

设计复合框架模具时，通常需要根据经验检查模具结构的强度。当制定通风口的尺寸和隔板的间距时，将进行保守的设计，例如减小隔板的间距或减小隔板的间距。增加板等的厚度，虽然可以通过这种方法提高模具的性能，但是由于模具制造过程中的周期较长，并且模具的成本较高，因此会影响模具的性能。设备的使用。首先需要使用有限元分析方法来检查模具的变形和应力，以便可以很好地确定设计模具的可行性，并且还可以在变形和变形的条件下调整模具设计的参数。压力。在满足性能的条件下，可以减轻模具的重量，从而可以减少运输和成本，此外，可以有效地缩短制造周期。特别是对于某些梁式复合零件和蒙皮，它们的尺寸相对较大，因此模具主体的框架式支撑结构需要大量成本和材料，并且这部分成本也将在计算之后需要使用有限元分析方法来合理选择支撑板的结构和尺寸，以便在降低模具的经济成本的基础上确保复合零件的成型质量。

三、结论

为了提高模具设计的效率和准确性，有必要解决零件制造过程中的固化问题。在设计这种有框模具时，首先要建立其快速更换模式和建模方法。本文通过有限元模型分析方法进行了数值模拟测试，并对模型分析的结果进行了调整和优化，以利于将来对模具的回弹和尺寸进行设计补偿，从而确定可以最终获得最准确的模具。设计结果。

参考文献

[1]晏冬秀，刘卫平，黄钢华等.复合材料热压罐成型模具设计研究[J].航空制造技术，2012，（7）：49-52.

辽宁大连 大连工业大学 116000