固体粒子或者流体以一定的速度和角度对材料进行冲击所造成的材料表面破坏及质量损失的现象即为冲蚀磨损,这一现象是导致塑料模具等工业设备磨损失效的主要原因之一。在塑料加工领域,为了提高塑料制品的性能,常常需要在塑料中添加填料,当塑料熔体在模腔内流动时,填料颗粒在流场的作用下冲蚀模具材料,使模具材料表面发生磨损。填料颗粒的冲蚀磨损不仅影响了模具的表面粗糙度,还会使模具发生组织结构的变化,进而缩短模具的使用寿命。因此,对模具材料的冲蚀磨损过程进行研究,分析和预测模具材料的耐冲蚀磨损能力,可以辅助优化塑料加工工艺和模具设计,降低填料颗粒对模具的磨损,在一定程度上提升模具的使用寿命,对塑料工业的发展有一定的积极意义。本文利用有限元仿真模拟技术,基于显式动力学方法,应用ANSYS LS-DYNA软件研究塑料填料颗粒在不同条件下冲击模具材料的过程,分析冲蚀机理,揭示影响模具冲蚀磨损的主要因素,构建预测模具冲蚀磨损的神经网络模型。具体研究内容如下:(1)以石英砂颗粒冲击45号模具钢为例,利用ANSYS LS-DYNA软件分别建立三维单颗粒冲蚀模型和三维六颗粒冲蚀模型,模拟了球形石英砂颗粒冲击45号模具钢的过程,给出了颗粒冲击靶材之后的冲蚀坑形貌,研究了单颗粒及多颗粒冲蚀过程中系统内能量的变化规律以及模具材料表面应力的变化特点。(2)从颗粒性质及环境因素两方面作为切入点,研究颗粒直径、冲蚀速度、冲蚀角度及环境温度等对模具材料冲蚀磨损的影响,分析模具材料的冲蚀率随各因素的变化规律。结果表明,靶材冲蚀率随冲击速度的增加而增大;随颗粒直径、温度的增加而缓慢增加;当冲蚀角度为30°时,靶材的冲蚀率最大。(3)设计正交试验,利用极差分析和方差分析两种方法对试验结果进行分析。结果表明:速度对靶材冲蚀率的影响最大,其次是冲蚀角度,而颗粒直径和温度对靶材冲蚀率的影响相对较小。(4)基于BP神经网络算法,构建了石英砂颗粒对45号模具钢的冲蚀预测模型,并对该模型的预测效果进行检验。通过考察样本的回归系数、迭代次数及误差极值,表明该模型达到预期标准,能够用于预测石英砂颗粒冲蚀45号模具钢的冲蚀率。