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衛(wèi)生陶瓷的壓力注漿成形一般根據(jù)泥漿壓力的大小，劃分為低壓、中壓、高壓注漿成形，其中，高壓注漿成形技術(shù)是當(dāng)今世界上衛(wèi)生陶瓷成形技術(shù)的最高水平。高壓注漿成形與傳統(tǒng)注漿工藝相比對(duì)成形機(jī)的要求更高。首先需要具有足夠大的合模力，這必須由精度高、性能穩(wěn)定的注漿成形機(jī)來完成。目前，世界上擁有高中壓注漿成形技術(shù)的有德國(guó)、意大利及日本的幾家公司。國(guó)內(nèi)在90年代初開始研究有關(guān)壓力注漿成形工藝及設(shè)備。下面將對(duì)注漿成形機(jī)進(jìn)行相關(guān)有限元分析。
高壓注漿成形工藝要求注漿時(shí)有足夠大的合模力，最高達(dá)百噸左右。而生產(chǎn)中為提高生產(chǎn)效率均采用多套模具，這就使高壓注漿成形機(jī)成為一種跨度大、承載大、精度高、性能穩(wěn)定的成形設(shè)備。機(jī)架部分由左、右端板、拉桿組成，端板是高壓注漿成形機(jī)工作承載的關(guān)鍵部件，用傳統(tǒng)材料力學(xué)及機(jī)械設(shè)計(jì)理論很難進(jìn)行全面的受力分析計(jì)算，簡(jiǎn)化處理使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相差較大。高壓注漿成形機(jī)是國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目，關(guān)鍵部件的應(yīng)力、應(yīng)變分析要有更精確、更直觀的結(jié)果。而簡(jiǎn)化計(jì)算方法無(wú)法達(dá)到，必需要運(yùn)用有限元工具進(jìn)行分析研究，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
有限元能全面分析構(gòu)件(零、部件)的整體性能。在建立力學(xué)模型時(shí)將構(gòu)件離散化，分別加人載荷信息及邊界條件，進(jìn)行譯碼，最后進(jìn)行總體數(shù)值求解及顯示結(jié)論、打印結(jié)果。數(shù)值求解前必須將離散化的模型耦合成一個(gè)整體文件進(jìn)行求解，否則求解得到的只是離散化模型的數(shù)值，而并非我們要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的數(shù)值及結(jié)果。
在對(duì)高壓注漿成形機(jī)端板進(jìn)行有限元分析時(shí)，首先要建立其受力分析的力學(xué)模型。FEAS中的Super Draw模塊就是建立力學(xué)模型的。由于注漿機(jī)端板結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零部件比較多，因此，建立力學(xué)模型時(shí)、對(duì)其進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化和離散化處理。將端板離散化為24個(gè)模型分別進(jìn)行譯碼，最后再將各個(gè)部件耦合成一個(gè)總文件，生成高壓注漿成形機(jī)的有限元分析求解文件，運(yùn)用有限元對(duì)其進(jìn)行求解分析。
高壓注漿成形機(jī)端板無(wú)論從受力情況還是從結(jié)構(gòu)的形式來看，用單一類型單元離散模型來替代真實(shí)結(jié)構(gòu)的形狀及邊界條件，是不能正確地模擬原有結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的實(shí)際工作情況。甚至還可能使單元和節(jié)點(diǎn)數(shù)目劇增而加大工作量。因此，必須采用多種不同類型單元。有以下幾種單元類型：
(1)梁?jiǎn)卧?2)板單元
(3)實(shí)體單元(4)板殼單元
(5)邊界單元(6)三維管道單元
結(jié)構(gòu)的幾何形狀是確定所用單元類型主要因素，同時(shí)還要考慮到有限元分析的計(jì)算容量。從高壓注漿成形機(jī)端板的結(jié)構(gòu)和離散化的模型來看，其單元類型主要是板單元和實(shí)體單元。
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