轴向压缩分析及计算方法

由熔体挤压引起的型芯在垂直方向的变形可以如前面12.2.1节讨论的来建立模型，但要得知型芯受到的挤压作用力和其截面面积。

例：如图12.25所示，假定熔体压力为80MPa，计算型芯垂直方向的变形。

在图12.25的设计中，冷却镶件完全支承了型芯。理论上这一设计很合理，然而一个更加牢固的设计应是假设冷却镶件不提供支承。进行这一假设有两个原因。第一，冷却镶件的外表面可能没有和型芯内表面紧密配合，其间隙大于型芯变形从而使冷却镶件不能给予型芯支承。第二，冷却镶件可能用不同于型芯的材料制作，因此，冷却镶件可能不能承受支承型芯形成的应力。

图12.25 型芯的轴向压缩

型芯顶面的总变形可以通过将侧壁的挤压变形和顶面的弯曲变形叠加来计算。然而型芯侧壁中的挤压应力分布不都是均匀的，平均应力约为

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这一应力相当大，说明当要考虑循环载荷以及可能失效时这一结构就不能用低碳钢和铝制作。假定型芯为钢制的，则其侧壁垂直方向的挤压应变为

型芯的总高度为58mm，应变为0.11%，则侧壁顶部总垂直变形为

δ_vertical=ε_verticalH_core=0.11%×58mm=0.06mm

从型芯上表面边缘到型芯中心的弯曲可以通过12.2.2节应用的梁或板的弯曲公式计算，再加上因挤压产生的偏移量来计算总的垂直变形。

熔体压力作用在型芯侧壁会产生侧压力从而使深型芯产生明显的弯曲，其结构设计因此也变得更为复杂。当型芯细长且刚度较小时，其弯曲变形可能是一个明显的问题，特别是当型芯内部设计有为冷却剂提供的通道时。型芯的分析和设计必须确保潜在的型芯变形不会过大，并且型芯周围的挤压应力在允许的范围内。这两个方面在下面进行讨论。