[发明专利]一种基于ANSYS仿真分析的热弯机用加热板高温变形的计算方法及加热板表面结构

说明书

本发明提供了一种基于ANSYS仿真分析的热弯机用加热板高温变形计算方法及加热板表面结构。该计算方法主要是根据加热板结构及在高温稳定运行状态下的工艺参数，确定所需材料性能参数并添加，建立初始分析几何模型，对其进行网格划分，之后定义边界条件并施加载荷进行求解计算输出结果。根据仿真分析结果，对加热板变形情况进行分析，结合加热板在高温稳定运行状态下的变形情况设计了两种加热板下表面结构，即凹型球面结构或圆柱面结构。下表面为球面或圆柱面的加热板在高温运行状态下变形后，整块加热板下表面接近于平面。保证了加热板与模具接触表面的水平，提高了玻璃成型精度及良率。

技术领域

本发明公开了一种计算方法及加热板表面结构，具体涉及一种基于ANSYS仿真分析的热弯机用加热板高温变形的计算方法及加热板表面结构。

背景技术

热弯玻璃是平板玻璃在模具中受热软化，在一定压力下弯曲成型，再经退火制成的曲面玻璃。随着工业技术水平的进步和人们审美需求的提高，3D曲面玻璃在建筑、民用等领域的应用越来越多。例如，越来越多的智能手机选用了3D曲面屏，并受到了众多消费者的追捧。

随着3D玻璃需求的不断增加，带动了整个产业链的发展，作为生产3D玻璃的核心加工设备，3D热弯机需求也将迎来爆发式增长。而传统热弯机的上加热板均采用平面结构，由于上加热板上端连接单根或者双根主轴，并且主轴内通有冷却循环水，此种情况会造成加热板在高温运行状态下热变形不一致，在下压与模具接触过程时底面不水平，极大影响了玻璃成型精度及良率。因此对热弯机加热板结构的研究至关重要。

发明内容

本发明针对传统热弯机加热板表面结构设计不合理，下表面变形不一致等问题，提供了一种通过对边界条件及物性参数等的修改，对加热板高温稳定运行状态下的变形情况进行仿真分析，模拟更加贴近实际情况的基于ANSYS仿真分析的热弯机用加热板高温变形的计算方法。

本发明的目的是这样实现的：该计算方法主要是根据加热板结构及在高温稳定运行状态下的工艺参数，确定所需材料性能参数并添加，建立初始分析几何模型，对其进行网格划分，之后定义边界条件并施加载荷进行求解计算输出结果；同时根据仿真分析结果，对加热板变形情况进行分析，结合加热板在高温稳定运行状态下的变形情况设计了两种加热板下表面结构，即凹型球面结构或圆柱面结构；下表面为球面或圆柱面的加热板在高温运行状态下变形后，整块加热板下表面接近于平面。

本发明还有这样一些特征：

1.所述的计算方法主要包括以下步骤：

步骤（1）：根据加热板的高温运行状态及相关工艺参数，分析如何简化处理加热板及连接结构的模型及所选取的分析方式，具体采用间接分析法进行分析，先进行稳态热分析，将热分析结果作为体载荷施加至模型中，定义边界条件等进行结构分析，得到模型的热变形分布情况；

步骤（2）：确定相关材料的热性能参数，先进行稳态热分析，所需材料物性参数为热传导系数；

步骤（3）：建立简化几何分析模型并对其进行网格划分；

步骤（4）：计算加热板在高温稳定运行状态下的变形，为稳态传热过程，定义边界条件并施加载荷，加热板及连接法兰盘工作温度为800℃，主轴外表面工作温度为300℃，内表面工作温度为30℃；

步骤（5）：进行分析求解并显示热分析温度场结果；

步骤（6）：进行热应力分析，将热单元转化为结构单元，并定义材料的力学性能，所需材料物性参数包括热膨胀系数、泊松比；

步骤（7）：将热分析温度场结果施加至结构分析中并进行求解分析，进入通用后处理器查看结构分析结果，得到加热板及连接结构的热变形分布情况。

2.所述的加热板仿真分析结果显示加热板在高温稳态运行情况下，下表面会产生圆弧形凸面变形。