注射成型制品结构设计

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1、注射成型制品结构设计北京化工大学材料科学与工程学院2005.11.28苑会林目录（一）绪论（二）阐述产品结构要求（三）支撑条件（四）设计时的假设及简化（五）应力集中因子（六）结构分析（七）剪切应力目录（八）压力容器与管道（九）圆柱形、环形及拱形的弯曲（十）平板单向加强肋（十一）加强肋的设计（十二）单向加强肋（十三）使用多根加强肋需要考虑的因素（十四）支撑板的设计分析目录（十五）网状加强肋（十六）塑料弹簧设计（十七）搭扣设计的改进（十八）安装搭扣的速度（十九）新的搭扣盈利变形分析（二十）典型的搭扣设计（二十一）设计园形搭扣（一）绪论分析产品的结构

2、可用于确定外力作用在产品上的方式，所得到的信息然后就可以用于产品的设计和挑选用于制造制品的材料通过使用正确的设计方程来分析产品所受到的力，确定应力－应变曲线、作用在产品上的扭矩和动量。（一）绪论确定产品的形状、强度、物理性能及选择塑料产品的材料作用在物体上的力和在物体内产生的应力（一）绪论确定产品的生产方式关联到产品的最终成本、设计、装配和生产方法考虑产品的多功能及性能分析材料的选择、组成形状、发生蠕变的因素及产品的设计设计出来的产品要确保其在内外装配的时候，产生的力不超出材料的塑性或弹性限度（二）阐述产品结构要求最大允许应力应该被限制为在操作

3、条件下塑料物理性能的75％通过增加新的高强度树脂复合物，设计者有可能有效地减少制品的重量、降低制品的成本和增加制品的可靠性作用在产品上的变化的和难以预测的力应力诱导产生应变（蠕变）(a)压力配合引起的螺纹座周围环向的应力和应变（蠕变）（b）螺纹扭矩对螺纹座孔产生的压缩力和应变（三）支撑条件4.设计时的假设及简化设计塑料产品时可使用下面的假设及简化条件:⑴对产品进行分析时，可以把产品分成多个简单的结构进行独立地分析，例如，横杆、板、圆柱或者压力容器。⑵使用标准设计方程时，要假设该材料是线性弹性的、同质性的和各向同性的。4.设计时的假设及简化⑶在

4、使用标准设计方程时，假设受到的力是一种简单的集中或者是均匀分布的静态载荷。在一段短的时间内，将力缓慢施加在产品上，然后将外力撤消。对于持续性负荷作用的情况，负荷作用会导致蠕变、松弛和疲劳；这时候在使用符合实际使用条件的设计方程时，需要使用正确的材料模量或者断裂强度值。设计者能从材料供应商获得这方面的数据——这些数据是供应商对他们每一种材料在某些特殊条件下进行试验获得的。4.设计时的假设及简化⑷分析的产品没有模塑应力或残留材料应力。这些与外力无关联的应力能稍微降低一种产品和材料所能承受的允许外力。所有的塑料产品上都存在有加工应力。按照材料供应商推

5、荐的方法，设计良好的产品和模具、确定合适的加工工艺都能减少制品的加工应力。⑸设计方程适用于结构的各个部分。这包括负荷作用的点或制品的其他部分。当在制品某部分的弯角、基座和孔的厚度发生了改变，就必须计算出这些位置的应力集中因子，且在产品设计中要考虑。应力集中在截面变化处的影响注射成型设备与工作原理5.应力集中因子应力集中因子在计算出这些截面的应力后，就能用下面的公式计算这些点的总截面应力。σA＝σwKt以上：σA＝半径范围内的应力σw＝冲击处产生的应力Kt＝应力集中因子用这种分析方法，来分析受到冲击载荷的产品时，就能分析出产品的角及发生变化的截面

6、处的强度和材料的适宜性。应力集中系数6.结构分析⑴拉伸应力——拉伸力除以截面积拉伸应力S＝F/A＝力/面积lb/in.2或kg/cm2⑵弯曲应力——弯曲时的最大应力，公式如下：弯曲应力(lb)=S=My/I=M/Z=力矩/截面模量以上：M=力矩(lb)M＝FL(米·千克)(力乘以作用点的力臂)Z＝I/y＝截面模量(in.的立方次或厘米的立方次)I=横截面对中心轴的惯性矩2.截面性能数据计算公式扭转剪切应力扭转剪切应力(л)定义如下：л＝Tc/J以上：T＝外加的扭矩(in.·Ib)c＝截面的中心到该制件的最外部的距离J＝惯性力矩(in.或厘米)表

7、10.2中可得到扭转剪切的各种参数扭矩从表10.3可以看出，如果是一根圆形转轴，惯性力矩乘以2就是极性惯性力矩。转轴的弯矩就是转轴进行有角度的旋转(扭曲的角度，为了便于分析假定转轴的一端是固定的)(θ，用弧度来表示)。扭矩就是力的弯矩；它表示了从旋转轴到力作用点的半径数量的矢量积。扭矩使力作用的轴产生旋转，这种旋转会导致制件的扭曲，除非在设计时能限制截面的刚度：以上：L＝转轴的长度，in.E=弹性模量(拉伸模量)(psi)γ=泊松比(如果不知道的话，使用0.35)表10.8比较了不同结构形状的抗弯曲和扭转性，可作为制品设计考虑的因素。杆的刚性和

8、扭曲刚度表10.3剪切应力每种材料受到剪切力作用的反应行为不一样。高伸长率(＞5％)的材料受到剪切力的作用发生拉长和伸展，导致塑性断裂。低伸长率的材料