论文部分内容阅读
金属粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding,简称MIM)的工序当中,MIM制品可能的缺陷基本都是在充模流动过程中形成的,因此开发MIM充模流动过程仿真软件,对金属粉末模具制品的设计有着重要的实际意义。 本文对MIM充模流动过程仿真软件Moldfill的开发进行了研究,采用面向对象的软件工程方法进行了系统分析与设计,使用统一建模语言(Unified Modeling Language,简称UML)建立了软件的用户模型、静态模型以及动态模型,描述了系统的功能需求、事件流程、类的结构与关系、对象之间的交互与通信、数据库结构以及输入输出文件格式。通过这种方式,优化了软件开发过程,增加了软件的可读性、稳定性以及可维护性。 在软件系统设计的基础上,使用Visual C++与Delphi编程实现了MIM充模过程仿真软件MoldFill。为了实现软件的前处理系统,提出了由边界向内部逐渐推进的有限元三角形网格生成算法,它从STL格式文件中获取网格边界,并且将边界离散化,然后由离散化的边界点自动生成网格。为了实现充模流动分析系统,采用控制体积法跟踪流动前沿;采用有限元法进行压力场分析,并说明了粘度、流导等重要数据的迭代求解过程;采用时间与厚度方向的有限差分法进行温度场计算,推导出了温度场求解的矩阵形式。为了实现软件的图形功能,采用了OpenGL图形库编程。 应用MoldFill对W-Ni-Fe喂料在一中间有孔的型腔内的流动进行了分析计算,运行结果表明:(1)网格生成算法适应任意形状的单连通或多连通域实体,具有较高的网格质量,生成的网格满足有限元计算的要求。(2)充模流动分析系统的计算结果与专业商用软件MoldFlow MPI吻合较好,该系统可以满足实际分析的需要。(3)利用OpenGL图形库,减少了编程工作量并且提供了较高的系统性能。