Page 111 - 《橡塑技术与装备》2023年12期

测试与分析 黄一帆 等·基于 Ansys Workbench 的吹膜模头热膨胀模拟分析

表 5 模壳变形量随时间变化数据 模壳加热约 16 min 后，配合处平均变形量大于装配所
时间 /s 最小 /mm 最大 /mm 平均 /mm 需变形量。此时零件平均温度约 120 ℃。装配温度与
120 0 5.63E -02 4.05E -02
240 0 0.12 827 8.87E -02 所需时间在可接受范围内，此过盈量设计较合理。
360 0 0.21 611 0.13 809
480 0 0.30 768 0.18 808
600 0 0.39 999 0.23 813 3 结论与展望
720 0 0.49 255 0.28 819
840 0 0.5 851 0.33 815 本研究基于 Ansys Workbench 软件，通过数值模
960 0 0.67 745 0.38 798 拟方法研究了吹膜多层共挤模头零件的金属热膨胀，
1 080 0 0.76 965 0.43 772
1 200 0 0.8 616 0.48 732 分析零件间公差选择对模头装配精度的影响。通过对
1 320 0 0.95 328 0.53 677 模拟结果的分析，得出了对模头关键零件的配合公差
1 440 0 1.0 448 0.58 612
1 560 0 1.136 0.63 532 设计和优化的一些有益指导，为模头设计的改进提供
1 680 0 1.2 271 0.68 444 了理论支持。通过该仿真案例中阐述的模拟仿真及公
1 800 0 1.3 179 0.73 343
差选择验证思路，可实现科学设计多层共挤吹膜模头
升高至 192.09 ℃。变形量随时间增加与温度升高逐渐 中各重要零件的配合尺寸，提高模头设计质量，提升
增大，在 30 min 加热后，变形量最大至 1.317 9 mm。 模头对塑料薄膜的成型品质，减少模头在安装与拆卸
结合过盈配合设计做合理性分析，该模壳与旋芯 过程的非必要损伤。
配合处基本尺寸 660 mm，设计过盈尺寸 0.2 mm。以
间隙配合 H7/g6 为基准，最大间隙 0.154 mm，最小 参考文献 ：
[1] 刘云才 .ANSYS Workbench 有限元分析与实例 [M]. 电子工业
间隙 0.024 mm。以理想化情况做理论分析，取最大间
出版社，2016.
隙计算，则在装配过程中，需加热模壳使其配合处变 [2] 陆树刚，李仁海，王骏 . 有限元分析实例与工程应用 [M]. 清
形量大于 0.354 mm（即 0.2 mm+0.154 mm），才能顺 华大学出版社，2018.
利完成装配。结合以上模拟分析数据，可以看出，在

Simulation analysis of blown film die head thermal expansion based on
Ansys Workbench

Huang Yifan, Wang Xiawu

(Guangdong Jinming Precision Machinery Co. LTD., Shantou 515098, Guangdong, China)
Abstract: This paper analyzes numerical simulation of thermal expansion of metal in blown film die head
based on Ansys Workbench software, and analyzes the influence of the selection of parts tolerance on the
assembly accuracy of die head. Blown film die head is an important tool for plastic film manufacturing, and
under the high temperature working environment, the metal material will be affected by thermal expansion,
which may lead to changes in the assembly relationship between different parts of the die head. Therefore,
understanding and optimizing the die head's thermal expansion behavior is essential to improve the assembly
quality of blown film die heads. In this study, the characteristics of thermal expansion of metal in blown film
die head are deeply investigated through finite element simulation analysis in Ansys Workbench, and based
on this, the die head performance is optimized through reasonable tolerance selection. This is an important
guidance for engineers in the plastic film manufacturing industry when designing and producing blown film
die heads. Meanwhile, this study also provides an effective simulation method and optimization idea for the
thermal expansion analysis of other metal components under high temperature working environment.
Key words: blown film; die head; metal thermal expansion; Ansys Workbench
(R-03)

年
2023 第 49 卷 ·53·