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MoldFlow 2021.1评测

2021-11-23王毅

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本文针对MoldFlow的多个算例进行了综合评测,从测试结果来看,MoldFlow求解器对网格的要求较高,建议在实际使用过程中,除了对网格生成继续改进以外,还需要对求解器进行增强改进。
       2020年10月份,AutoDesk公司终于发布了MoldFlow2021新版本,与上个版本(2019)间隔了2年之久,了解AutoDesk的人都知道,这家公司的产品一般都是提前一年就会发布下一年的产品,MoldFlow2020永久的缺失了,此篇文章是2021.11月份写的,到现在为止MoldFlow2022还没有见到踪影,其他的产品已经更新到了2022.2了;本想等到2022一起评测,但是……2021.1虽然是小版本更新,但是新增功能还是比较给力,上篇文章的评测是2021.0,当时还没有中文本地化支持,在2021.1更新中增加了本地化支持,详细的新增功能如下:

1.今年的主要新增功能

       2021.0新增功能

       ●Reactive Microcellular Injection Molding(无功微细胞注射成型)

       ●Chemical Foam Molding (化学泡沫成型)

       ●Retractable Core Constraints(可伸缩核心约束)

       前两个都是细分领域,不是广义上常用功能,最后一个勉强算是比较实用的的一个功能更新。

       2021.1 新增功能

       ●对Simulation Compute Manager的改进

       ●在“作业查看器”中逐渐加载云作业

       ●本地化支持

       ●提高了文件处理的灵活性和效率

       2021.1对中国区用户最大的更新就是终于有本地化支持了,有中文版了。

       2021.1.1新增功能

       2021.1 Update 1解决了以下问题:

       ●SCM 1.4支持代理服务器。有关如何在Windows和Linux上设置代理的说明,请参见代理配置页面。

       ●解决了某些半结晶材料的3D流动分析崩溃问题。该更改涉及新的一致性检查,预计会导致数据库中21种材料的翘曲小幅增加。该更改不涉及对材料数据的更新。

       ●更新了共享视图。

       ●SCM 1.4扩展了对将“显示期间动态更新结果”设置为“否”的支持。

MoldFlow2021更新受影响的材料

MoldFlow2021更新受影响的材料

       1.1 结果更新

       Fringe Pattern Result for Birefringence Analysis小众功能更新,对于普通用户而言就是没有更新。

       1.2 材料更新

       供应商:总数:569家,新增44家,删除24家;

       材料数据:全部11536,新增690,更新633 删除144;

       从材料供应商看,MoldFlow的市场影响力还在,长尾效应明显。

       1.3 任务管理器更新

       从软件界面的角度,这可能是2021最大的更新了,延续了十几个版本的JOB Manager模块已经完全被全新的功能模块取代。从应用体验看,是向云端靠拢了,国内用户用云端的比较少,所以可能感觉更新幅度较大。

       现在查看任务,管理正在进行的任务,全部在浏览器内完成了,不再有单独的软件程序界面。

任务管理器界面

任务管理器界面

2.常用功能评测

       模流分析最常用的功能就是冷却+重填+保压+翘曲;从2017版本开始MoldFlow就一致有一些bug没有修复,比如:2018所有版本的部分材料翘曲计算异常问题(详见2018.2简要评测 https://articles.e-works.net.cn/cae/article141004.htm);2017-2019所有版本柱体流道流速不均匀问题(详见 2019.0.2简要评测https://articles.e-works.net.cn/cae/article142603.htm)等,笔者针对最常用功能再次测试。

       测试环境:

       CPU:INTEL XEON E5-2637 内存:64GB

       测试材料:A3EG6  测试模型如下: 

测试模型EX01

测试模型EX01

测试模型EX02

测试模型EX02 

       2.1 柱体流道与3D流道测试
表1 EX01柱体流道与3D实体流道对比

EX01柱体流道与3D实体流道对比


       从分析结果可以看到:柱体流道与3D流道充填过程无明显区别,柱体流道无流速不均现象。
表2 EX02柱体流道与3D实体流道对比

EX02柱体流道与3D实体流道对比


       从分析结果可以看到:3种不同的流道和网格组合方式,目测充填过程都没有明显的区别。

       从以上两个案例的测试可以看出,从2017-2019所有版本存在的柱体流道流速不均(柱体流道+产品3D网格最严重)的问题终于在2021版本得以修复。所以建议使用2017-2019版本的用户特别是使用柱体流道的用户尽快升级。

       2.2 双层面网格与3D网格充填结果测试

       双层面网格是MoldFlow的看家本领,官方也推崇对于符合双层面分析的模型建议使用双层面分析,但是理论上双层面和3D结果应该一致才符合实际情况,下面对比两种网格形式结果都差异。
表3 EX01三种组合分析对比

EX01三种组合分析对比


       从以上三种组合的分析结果看:

       A:从填充结果看,柱体流道+3D网格和3D流道+3D网格的组合充填时间比较接近,双层面网格充填时间较长(设置相同的注射时间);

       B:从流动前沿温度结果看,双层面网格结果趋势正确,温度数值结果偏小;3D网格,流道无论是柱体还是实体流道,结果都是错误的,温度趋势都不对,温度数值结果偏大;

       C:从VP和填充末端压力看,产品3D网格计算结果基本一致!双层面网格计算结果偏小;

       D:从翘曲结果看 所有结果趋势一致,但是双层面数值结果偏小,3D网格结果基本一致。

       从以上统计看,使用MoldFlow2021.1版本的自带的网格生成工具生成的网格,双层面网格计算结果和3D网格计算结果仍然有明显差异,这个产品是100%匹配,所以计算时如何选择网格类型,如何确认计算结果与实际更接近需要在实际应用中做进一步的比较以后确定。(这个产品MoldFlow专家可能更推荐双层面计算结果)。

       需要指出的是,关于3D网格流动前沿温度不均匀的问题,本质上是因为网格造成的。

使用第三方网格划分软件3D网格优化以后的对比结果

使用第三方网格划分软件3D网格优化以后的对比结果

       从上图可以看出,虽然计算的数值有差异,但是温度的分布趋势是一致的,所以MoldFlow本身虽然有3种3D网格的生成方式,但是还不够理想,需要继续努力!

       有时间笔者会专门写一篇关于第三方网格的文章,详细的说明如何利用第三方软件进行MoldFlow网格前处理,重点解决一模多穴流道平衡产品压力(VP&末端)不均(不平衡)问题,3D网格分析产品流动前沿温度分布不准问题。
表4 EX02充填及翘曲结果

EX02充填及翘曲结果

EX02充填及翘曲结果


       从以上的分析结果看,当产品适用双层面分析时,双层面分析结果从结果分布看,更加和谐或者是层次边界更加分明,所以笔者建议适合双层面分析的产品使用柱体流道+双层面网格的组合。

       双层面网格和3D网格计算结果和分布趋势还是有明显的差异,只是数值上差异不大,产生问题的根源还是在3D网格上,网格的差异到了计算结果的差异,当然也跟求解器的纠错能力有关系,所以在条件允许的情况下,3D网格尽量优化。

       2021版本终于把缩痕估算给修复了,2021以前所有版本的3D网格计算结果都不能正确的反映缩痕数值,所以需要3D网格计算结果需要次选项的需要尽快升级。

       2.3 带嵌入件产品柱体流道和实体流道+3D网格结果评测

       由于以上两个简单案例适合双层面分析,但是大部分塑胶产品其实是不合适双层面的,所以选择了一款带嵌入件的产品进行测试,产品网格只能选择3D,流道使用柱体流道和实体流道两种方案。
表5 选择一款带嵌入件的产品进行对比分析

选择一款带嵌入件的产品进行对比分析

选择一款带嵌入件的产品进行对比分析


       以上两个分析,结果有差异,总结如下:

       A:柱体流道+3D网格计算结果和全3D网格填充过程基本一致;

       B:柱体流道+3D网格计算结果和全3D网格流动前沿温度差异巨大,说明柱体流道会温度场的影响还是很大的!如果需要精确的温度场建议全3D网格模拟;

       C:V/P压力差异具体,流道网格类型对压力的影响还是很大,如果需要精确的压力数值建议全3D网格模拟建议;

       D:翘曲结果分布趋势基本一致,结果差异不大。

       从以上分析结果看,产品区域网格完全一致的情况下,不同类型的流道网格对温度和压力的影响比想象中要大一些,所以对于不适合双层面分析的项目,建议全3D网格分析!

3.总结

       经过以上多个算例的综合评测,总结如下:

       先说缺陷:

       A:网格生成密度在不选择体的前提下,直接定义无效,譬如说整体网格划分从默认的1.5mm更改到1mm,直接改是不起作用的,需要将体在密度中定义更改才起作用。

       B:3D网格的计算精度受到网格的影响较大,不同的网格分布会对结果产生巨大的影响,求解器的抗干扰性较差!

       C:计算过程临时文件不能自动及时清理,计算临时文件存储目录不能自定义!

       再说优点:

       A:柱体流道流速不均的问题得以解决,已经3年多了;

       但是笔者建议双层面用柱体流道,3D网格用3D实体流道!

       B:网格生成和计算速度都得以提升,有明显改善;

       C:冷却计算得到明显加强,结果收敛性比前几个版本有明显提升;

       D:3D缩痕结果能够正常显示!

       从以上的测试过程看,MoldFlow求解器对网格的要求较高,其自带的网格生成工具,有时候不足以支撑求解器的要求,这也是其计算结果差异较大的原因,建议除了对网格生成继续改进意外,还需要对求解器进行增强改进!
 
责任编辑:程玥
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