一、注塑模具工業(yè)發(fā)展概況和應(yīng)用背景

塑料模具工業(yè)近20年來發(fā)展十分迅速，早在7年前塑料的年產(chǎn)量按體積計算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和，塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市場中塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注塑模具。

二、關(guān)鍵技術(shù)和實用功能
1．用三維實體模型取代中心{TodayHot}層模型

傳統(tǒng)的注塑成形仿真軟件基于制品的中心層模型。用戶首先要將薄壁塑料模具設(shè)計制品抽象成近似的平面和曲面，這些面被稱為中心層。在這些中心層上生成二維平面三角網(wǎng)格，利用這些二維平面三角網(wǎng)格進行有限元計算，并將最終的分析結(jié)果在中面上顯示。而注塑模具產(chǎn)品模型多采用三維實體模型，由于兩者模型的不一致，二次建模不可避免。但由于塑膠產(chǎn)品的形狀復(fù)雜多樣、千變?nèi)f化，從三維實體中抽象出中心層面是一件十分困難的工作，提取過程非常繁瑣費時，因此設(shè)計人員對仿真軟件有畏難情緒，這已成為注塑成形仿真軟件推廣應(yīng)用的瓶頸。

2．有限元、有限差分、控制體積方法的綜合運用

懂塑膠模具知識的知道注塑的模具制品都是薄壁制品，制品厚度方向的尺寸遠小于其他兩個方向的尺寸，溫度等物理量在厚度方向的變化又非常大，若采用單純的有限元或有限差分方法勢必造成分析時間過長，無法滿足模具設(shè)計與制造的實際需要。我們在流動平面采用有限元法，厚度方向采用有限差分法，分別建立與流動平面和厚度方向尺寸相適應(yīng)的網(wǎng)格并進行耦合求解，在保證計算精度的前提下使得計算速度滿足工程的需要，并采用控制體積法解決了成形中的移動邊界問題。