《模具CAE分析》講述CAE軟件的指導意義十分廣泛,也非常實用。CAE分析可以輸出重要的設計數據,如壓力分布、溫度、剪切速率、剪切應力、速度等,設計者可由CAE獲取諸如充填模式、熔合紋與氣穴的位置、注射壓力和鎖模力大小、纖維取向、冷卻時問、最終成型情況等信息。作為一種設計工具,CAE能夠輔助模具設計師優化流道系統與模具結構,協助產品設計師從工藝的角度改進產品形狀、選擇最佳成型性能的塑料,幫助模具制造者選擇合適的注射機,指導模塑工程師設置合理的工藝條件。CAE軟件在優化設計方案方面更顯優勢,使用CAE分析可以對不同的成型方案進行反復的評測對比,尋求最優設計。同時,CAE軟件又是一種教學工具,通過對注射成型過程各階段的定性與定量描述,CAE能夠幫助設計者熟悉熔體在型腔內的流動行為,把握熔體流動、保壓、凝固的基本原則,幫助設計新手克服經驗不足導致的偏頗,幫助有經驗的工程師注意那些也許會被忽視的細節。
書摘/試閱
3.3.1網格質量評價
網格的質量由以下幾個方面來評價。
1.長高比
網格的粗細均勻程度和網格單元的形態對流動分析有很大的影響。網格單元的最理想形態是等邊三角形。在HsCAE3D系統中用長高比來描述網格單元的形態,長高比越大的單元,形態越狹長。在狹長單元的各部分,壓力、溫度、流動速率應該有很大的不同,所以長高比很大的單元的存在會嚴重影響流動分析的精度,當長高比很大的單元達到一定比例時,系統將無法進行分析。長高比示意圖,如圖3—18所示。
2.配對率
表面模型的分析是基于型腔上下表面的流動和溫度的模擬,而協調上下表面流動的重要關系就是網格配對關系。HsCAE系統能夠自動地依據模型的表面特征對網格配對,但是由于注塑件的復雜和上下表面特征的不一致,自動生成的配對關系并不一定能夠滿足分析的要求。尤其是翹曲分析對配對率要求更高,更多的時候需要用戶手工調整配對關系。當網格節點的配對率低于一定程度時,程序將無法進行分析。
3.網格錯誤
網格的錯誤是無法避免的,特別是導入STL文件時,由于STL本身存在大量錯誤,生成網格的過程中雖然進行了修復處理,但是網格仍有可能需要用戶再次修復。常見的網格錯誤有:空洞、裂縫、法矢反向、重疊等。當有大量錯誤存在時,分析的模型將和用戶期望的模型有很大出入,分析結果也將有很大誤差。其中重疊錯誤對冷卻分析結果的影響尤甚。
4.網格厚度
制品厚度對流動阻力、傳熱等的影響很大,在很大程度上決定分析結果的準確程度。HsCAE會在網格配對的基礎上自動計算網格單元的厚度,但有時會在一些特殊部位產生較大的厚度誤差,從而影響分析結果的精度。用戶可以在Hs—CAE系統和華塑網格管理器中查看網格厚度,并可以在華塑網格管理器中手工修改制品厚度,以提高分析的準確性。
5.分析要求
HsCAE3D系統對分析網格有以下要求。
(1)所有的網格單元必須有厚度;
(2)不存在孤立節點和孤立單元;
(3)長高比大于60的單元比例在0.1%以下:
(4)重疊錯誤單元數量占總單元數量1%以下:
(5)邊界錯誤數量占總邊界數量的10%以下:
(6)節點配對率在50%以上。
在HsCAE3D系統和華塑網格管理器(HsMeshMgr)中都有“網格評價”的功能,以評價當前網格是否符合分析的要求。另外,在分析進行之前系統會自動檢查網格,不符合要求的將無法進行分析。
3.3.2網格修復
網格有缺陷不可避免,特別是對大中型零件而言,大多數情況下都需要用戶手動修復。手動修復在網格管理器中進行。
華塑網格管理器手動修復具有如下功能。
(1)檢查網格中是否存在零厚度單元或錯誤厚度單元,并可以將這些單元設定為自定義厚度。
(2)檢查網格中是否存在孤立節點和孤立單元,并可以刪除這些節點和單元。