定型模冷却系统设计与CAE优化开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

目的意义

自从上个世纪世界第一扇塑料窗在德国问世，世界各国紧随其后，塑料门窗发展迅速。目前，欧洲塑料门窗的市场平均占有率已经达到40%，德国塑料门窗市场占有率已达54%，美国已达45%。有资料表明，目前全球的塑料门窗市场平均比例已经占20%以上。2003年全球门塑料窗型材的产量己达到320万吨，而市场需求量增加到410万吨。专家预测，从2005年开始，塑料门窗的平均增长率将以10%~15%的速度继续增长。与国外相比，我国的塑料门窗的研制和发展真正意义上的起步，还是上个世纪八十年代初期通过引进欧洲技术和设备基础上建立和发展起来的。随着国家政策导向和国内众多大型企业投入巨资引进先进设备和技术的消化吸收，我国的塑料门窗的发展走上了快速健康发展之路，目前己经成为技术配套较为齐全、产品起点较高、生产规模庞大的一个行业。目前，我国塑料型材生产线达到3300条，年生产能力已突破130万吨组装门窗企业近万家，门窗生产能力超过2亿平方米。

塑料挤出模具是由挤出模头和定型模两部分组成，挤出模头的主要作用是通过分流初步成型从挤出机出来的塑料熔体，定型套的主要作用是在真空吸附和冷却水的作用下冷却成型塑料型材。定型模设计解决的主要问题是设计合理的水道参数使得型材截面冷却均匀。定型模是挤出模的重要组成部分，直接决定着型材的成型质量和生产能力。如果塑料型材在定型模内冷却定型时冷却不均匀，就会使型材内部产生热应力，结果型材出现弯曲、扭曲等缺陷。因此要合理进行定型模的冷却系统设计，包括水道的布置，定型模长度设计等。定型模冷却性能的好坏成为了制约型材高速挤出和多股挤出等技术发展的瓶颈。如果能够对定型模的冷却水道，长度等参数进行合理适当的优化，无疑对提高定型模冷却效率和冷却能力，借而提高塑料异型材的生产效率和生产质量有重要的意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

利用互联网，了解定型模研究的最新进展，包括其设计理念以及工艺设计方法，能够分析定型模设计的不足之处。通过查阅资料，了解定型模的基本结构及相关参数，了解定型模冷却系统的基本设计流程以及常用方案。以强大的ansys平台为支撑，基于已有的优化方案，结合实验所给的特定定型模进行参数分析，通过数值模拟分析等工具方法，进行有针对性地合理优化。并尽可能总结出优化规律，以程序化的方法嵌入定型模的开发流程中，实现设计-优化-反馈-自动再设计的目的，从而减少定型模设计的工作量，提高设计效率和设计的可靠性。

分析国内外定型模的发展现状，了解定型模的发展趋势，利用网络、杂志、图书等传媒工具，收集关于国内外定型模的相关资料，了解先进的定型模设计理念和工艺制作方法，分析当前我国定型模设计发展存在哪些不足。

3. 研究计划与安排

第1周-第3周

完成开题报告和外文文献翻译。

第4周-第6周

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张佑生. 塑料模具计算辅助设计[m]. 北京: 机械工业出版社, 1999.

[2] 王仲君, 陈定方, 杨安昌. 挤出模智能cad系统的研究[j]. 计算机辅助工程, 1997, (06): 23-27.

[3] 朱元吉, 王晓枫. 塑料异型材挤出定型模冷却系统cad的研究[j]. 模具工业, 1996, (06): 8-12.