MoldFlow2023新增了针对多孔或栅格类零件的等效分析模式,可应用于3D网格分析,有效减少网格数目和分析时间,但需通过经验积累建立等效设置参数库以保证分析结果的精确性。
塑胶零部件产品在需要散热、通风或者多信号接入时,局部会有很多小孔或者栅格,如下图所示,此时如果进行模流分析,网格的数目会急剧上升,分析时间较长。
针对这种情况,MoldFlow2023新增了专门针对多孔或者多栅格类零件的等效分析模式,以前此功能只能应用于中性面,产品应用范围有限,现在可以应用在3D网格分析(理论所有产品都适用),使用此功能后可以有效的减少网格数目和分析时间!详细步骤如下:
1.测试案例模型
(多孔类零件,圆孔直径1.5mm,分布间距3mm)
以下产品如果使用全3D网格,MoldFLow默认网格大约230W,如果使用等效的分析方式,大约80W网格,两者的分析时间大约差距3-5倍。
图1 全3D网格
2.测试过程结果
2.1 结果-充填时间
图2 充填时间结果
2.2 结果-V/P压力
图3 V/P压力结果
2.3 结果-Z向翘曲
图4 Z向翘曲结果
3.结论
从上面的分析结果可以看出:
A:直接按照物理模型进行的设置(右上),效果并不理想,当把孔直径和孔间距改成1mm(左下),和物理通孔(左上,直径1.5mm,间距3mm)的结果才比较接近;
B:过度的等效设置(右下),也会与实际结果偏离;
C:等效设置需要进行经验积累,建议建立标准模型库,针对不同形状、不同材料、不同工艺建立经验库,需要进行等效设置的区域参与从经验库中提取;
D:等效设置可以在降低网格数目的,调高效率的同时保持相对精确的分析结果(流动机压力结果)。
关于如何设置及网格和经验库方法建议如下:
●等效设置的方法
首先处理3D模型,把带孔区域的特征删除,并导入MoldFLow划分3D网格,网格划分完毕后,选中需要等效区域的网格,然后点击编辑,选择横截面形状,选择等效的类型,并设置相关参数。
图5 设置相关参数
●建议的网格处理方法
由于MoldFlow网格能力比较弱,需要等效的区域建议分离出来,使用第三方网格工具进行处理,需要等效的区域和正常区域,节点相互一对一相互匹配,需要设置等效区域的厚度方向的网格建议为11层。
如果使用MoldFLow本身的网格划分工具,建议将等效区域适当加密,非等效区域网格建议设置为料厚的1/2-2/3左右;MoldFlow内网格划分完毕后,建议新建层,将等效区域网格独立到新建层,以方便选择和设置。
图6 网格划分
●等效设置参数库的建立方法
建议根据特征类型,设置一个简单的等效模型和完整的物理模型,以物理模型结果为标准,测试不同材料、压力及工艺下相对比较准确的等效参数(可能要多轮测试),根据特征类型、材料参数、工艺条件建立等效设置参数库,分析时,直接调用即可!!
4.总结
通过这个案例可以发现,即使软件提供了简易可行的方式可以提高效率,但还是需要应用时进行经验积累,这样分析出来的结果才能更精确。MoldFLow的其他功能也需要不断的根据产品、模具、材料、工艺等的特点,积累数据库和经验库,才能更好的在企业发挥作用。
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