1.熔体流动方程的边界条件
1)浇口Γinlet处,采用固定流率(固定注射速率)或固定注射压力的方法来控制熔体的射入。
①固定流率或固定速率注射
F=Finlet或U=Uinlet(11-39)
②固定压力注射
p=pinlet(11-40)
式中,下标inlet表示熔体从浇口射入时的变量值。
2)型腔边界上,根据边界单元的充填状态动态转换单元的边界类型。
①对于充满熔体的模具边界Γm-p,当γ≥γc(充满熔体)时,有u=0(11-41)
②对于充满空气的模具边界Γm-a,当γ﹤γc(充满空气)时,有σ(u)·n-pn=0(11-42)
式中,γc为临界体积函数。
3)熔体流动前沿Γp-a处,忽略熔体流动前沿的表面张力,假设空气可以自由穿过模具表面而离开型腔,则
σn=0
pn=0(11-43)(www.daowen.com)
式中,σn为流动前沿表面的正应力(Pa)。
2.熔体流动过程能量守恒方程的边界条件
(1)浇口处的熔体温度等于熔体的射入温度
T=Tinlet(11-44)
(2)型腔边界处,施加第三类边界条件
式中,κF、hF分别代表连续性流体的热导率[W/(m·K)]和表面传热系数[W/(m2·K)];Tw为型腔温度。
型腔温度Tw可通过求解模具内的热传导方程得到。
3.模具内热传导方程的边界条件
(1)模具外边界(模具-空气)
式中,ha为空气与模具间的表面传热系数,[W/(m2·K)];Ta为空气的温度(K)。
(2)型腔边界(模具-熔体)
式中,q代表由熔体传入模具的热流密度[J/(m2·s)]。
通过方程式(11-45)和方程式(11-47)可实现耦合分析中模具和熔体间的能量平衡。一旦通过求解热传导方程确定了模具内的温度场分布,就可以将模具型腔温度Tw代入方程式(11-45),根据离散后的熔体流动能量守恒方程式(11-36)求得熔体内的温度场分布,然后根据熔体温度更新由熔体传入模具的热流密度q,然后再次求解模具内的热传导方程。重复上述过程,直至获得耦合分析过程的收敛解为止。
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