MoldFlow使用經(jīng)驗(yàn).ppt

1、MoldFlow使用經(jīng)驗(yàn),一、概述,分析流程,一、概述,分析流程,估計(jì)目前Moldflow軟件還是屬單cpu運(yùn)行的軟件，沒有對多cpu做優(yōu)化，所以其在多cpu環(huán)境下也只能利用一個(gè)cpu的資源，無法再利用其他cpu的資源；但多內(nèi)核也可以多開幾個(gè)窗口，幾個(gè)方案一起分析,1、Moldflow Plastic Advisers(塑件顧問系列)The Moldflow Part Adviser(塑件顧問)塑件顧問使制件設(shè)計(jì)者在產(chǎn)品初始設(shè)計(jì)階段就注意到產(chǎn)品的工藝性，并指出容易發(fā)生的問題。制件設(shè)計(jì)者可以了解到如何改變壁厚、制件形狀、澆口位置和材料選擇來提高制件工藝性。塑件顧問提供了關(guān)于熔接痕位置、困氣、流動(dòng)

2、時(shí)間、壓力和溫度分布的準(zhǔn)確信息。The Moldflow Mold Adviser( 模具顧問)它可以設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)并進(jìn)行澆注系統(tǒng)平衡、可以計(jì)算注塑周期、鎖模力和注射體積。可以建立單型腔系統(tǒng)或多型腔系統(tǒng)模具。 Mold Adviser ( Part Adviser 的升級(jí)產(chǎn)品)主要特征和優(yōu)點(diǎn):分析主流道、分流道和澆口 計(jì)算注塑周期、鎖模力、注塑量 自動(dòng)幾何造型工具2、Moldflow Plastic Insight(MPI) 1.集成的用戶界面2.CAE模型的獲取3.分析功能簡介3、Moldflow Plastic Xpert (MPXMoldflow注塑專家)MPX是專門為優(yōu)化注塑生產(chǎn)過程而設(shè)

3、計(jì)的。MPX提供非常實(shí)用的功能如自動(dòng)試模、工藝優(yōu)化、制件質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)整。它用系統(tǒng)化的技術(shù)取代了傳統(tǒng)的試模并消除了因生產(chǎn)條件的不穩(wěn)定而導(dǎo)致的廢品。MPX有三個(gè)模塊:Setup Xpert(試模專家)Moldspace Xpert(工藝專家)Production Xpert(注塑專家,一、概述,分析流程,MPA可以理解為 “簡易的快速的” MPI。 MPA分析內(nèi)容少，算法進(jìn)行了簡化，分析速度快。MPA的結(jié)果準(zhǔn)確性還可以，與MPI基本上一致，只是少一點(diǎn)而已。 mpa(moldflow plastics advisers)包括了part advisers 和 mold advisers兩部分提供

4、注塑成型過程中的分析?？商峁┤缦路治?。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否合理 怎樣選擇合適的注塑材料 怎樣確定合理的澆口位置 澆口位置自動(dòng)優(yōu)化 預(yù)測熔接痕位置 模具型腔是否充滿 最終制品的質(zhì)量如何 怎樣選擇合適的注塑機(jī) 縮痕分析 成本顧問 等分析項(xiàng)。由于沒有冷卻的支持部分分析結(jié)果和實(shí)際有較大出入。能和多數(shù)CAD軟件相鉛合,MPI才是Moldflow的旗艦產(chǎn)品。 MPI（moldflow plastics insight)支持多種現(xiàn)有的多種塑料的成型分析。如壓注、注塑、氣輔成型、芯片包裹、熱固性材料成型等。由于需對模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格的處理。對于復(fù)雜的產(chǎn)品前期處理會(huì)較麻煩一些。 在分析結(jié)果上。不僅提供了各相與冷卻相對

5、應(yīng)的分析還提供如翹曲變形量。分子取向、玻纖取向等眾多對產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、工藝等具有重要參考價(jià)值的數(shù)值,MPA和MPI的區(qū)別以及各自的應(yīng)用,一、概述,分析流程,中面流技術(shù),中面流技術(shù)的應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代。其數(shù)值方法主要采用基于中面的有限元/有限差分/控制體積法。所謂中面是需要用戶提取的位于模具型腔面和型芯中間的層面，其模擬過程如圖1所示。 基于中面流技術(shù)的注塑流動(dòng)模擬軟件應(yīng)用的時(shí)間最長、范圍也最廣，其典型代表如國外Moldflow公司的MF軟件、原ACTech公司（被Moldflow公司并購）的CMold軟件，國內(nèi)華中科技大學(xué)國家模具技術(shù)國家重點(diǎn)試驗(yàn)室的HSCAEF3.0軟件。實(shí)踐表明，

6、基于中面流技術(shù)的注塑成型流動(dòng)軟件在應(yīng)用中具有很大的局限性，具體表現(xiàn)為：(1)用戶必須構(gòu)造出中面模型，采用手工操作直接由實(shí)體/表面模型構(gòu)造中面模型十分困難；(2)獨(dú)立開發(fā)的注塑成型流動(dòng)模擬軟件(如上述的MF、CMold和HSCAEF3.0軟件)造型功能較差，根據(jù)產(chǎn)品模型構(gòu)造中面往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間；(3)由于注塑產(chǎn)品的千變?nèi)f化，由產(chǎn)品模型直接生成中面模型的CAD軟件的成功率不高、覆蓋面不廣；(4)由于CAD階段使用的產(chǎn)品模型和CAE階段使用的分析模型不統(tǒng)一，使二次建模不可避免，CAD與CAE系統(tǒng)的集成也無法實(shí)現(xiàn)。由此可見，中面模型已經(jīng)成為了注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展的瓶頸，采用實(shí)體/

7、表面模型來取代中面模型勢在必然，在20世紀(jì)90年代后期基于雙面流技術(shù)的流動(dòng)模擬軟件便應(yīng)運(yùn)而生,簡單的辦法，導(dǎo)入MOLDFLOW用FUSION格式，在FUSION下進(jìn)行簡單處理后，直接轉(zhuǎn)化成MIDPLANE 格式,一、概述,分析流程,雙面流技術(shù),摒棄中面模型的最直接辦法是采用三維有限元方法或三維有限差分方法來代替中面流技術(shù)中的二維有限元(流動(dòng)方向)與一維有限差分(厚度方向)的耦合算法。三維流動(dòng)模擬一直是當(dāng)今塑料注射成型領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)，其技術(shù)難點(diǎn)多、經(jīng)歷實(shí)踐考驗(yàn)的時(shí)間短、計(jì)算量巨大、計(jì)算時(shí)間過長與中面流技術(shù)的簡明、久經(jīng)考驗(yàn)。計(jì)算量小、即算即得形成了鮮明的反差。在三維流動(dòng)模擬技術(shù)舉步維艱的時(shí)刻，一

8、種既保留中面流全部技術(shù)特點(diǎn)又基于實(shí)體/表面技術(shù)模型的注塑流動(dòng)模擬新方法雙面流技術(shù)悄然問世。其商品化軟件的典型代表是我國華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的HSCAE 3DRF5.0 ，稱為三維真實(shí)感注塑成型流動(dòng)分析系統(tǒng)以及澳大利亞MoldFlow公司的Part advisor，稱為注塑制品顧問。所謂雙面流是指將模具型腔或制品在厚度方向上分成兩部分，有限元網(wǎng)格在型腔或制品的表面產(chǎn)生，而不是在中面。相應(yīng)的，與基于中面的有限差分法是在中面兩側(cè)進(jìn)行不同，厚度方向上的有限差分僅在表面內(nèi)側(cè)進(jìn)行。在流動(dòng)過程中上下兩表面的塑料熔體同時(shí)并且協(xié)調(diào)的流動(dòng)，其模擬過程如圖2所示。顯然，雙面流技術(shù)所應(yīng)用的原理與方法與中

9、面流沒有本質(zhì)上的差別，所不同的是雙面流采用了一系列相關(guān)的算法，將沿中面流動(dòng)的單股熔體演變?yōu)檠厣舷卤砻鎱f(xié)調(diào)流動(dòng)的雙股流。由于上下表面處的網(wǎng)格無法一一對應(yīng)，而且網(wǎng)格形狀、方位與大小也不可能完全對稱，如何將上下對應(yīng)表面的熔體流動(dòng)前沿所存在的差別控制在工程上所允許的范圍內(nèi)是實(shí)施雙面流技術(shù)的難點(diǎn)所在。目前基于雙面流技術(shù)的注塑流動(dòng)模擬軟件主要是接受三維實(shí)體/表面模型的STL文件格式。該格式記錄的是三維實(shí)體表面在經(jīng)過離散后所生成的三角面片?，F(xiàn)在主流的CAD/CAM系統(tǒng)，如UG、Pro/E、SolidWorks、AutoCAD等，均可輸出STL格式文件。這就是說，用戶可借助于任何商品化的CAD/CAM系統(tǒng)生成

10、所需制品的三維幾何模型的STL格式文件，流動(dòng)模擬軟件可以自動(dòng)將該STL文件轉(zhuǎn)化為有限元網(wǎng)格模型供注塑流動(dòng)分析，這樣就大大減輕了用戶建模的負(fù)擔(dān)、降低了對用戶的技術(shù)要求，對用戶的培訓(xùn)時(shí)間也由過去的數(shù)周縮短為幾小時(shí)。因此，基于雙面流技術(shù)的注塑流動(dòng)模擬軟件問世時(shí)間雖然只有短短數(shù)年，便在全世界擁有了龐大的用戶群，得到了廣大用戶的支持和好評(píng)。 雙面流技術(shù)具有明顯優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也存在著明顯的缺點(diǎn)：分析數(shù)據(jù)的不完整。雙面流技術(shù)在模擬過程中雖然計(jì)算了每一流動(dòng)前沿沿厚度方向的物理量，但并不能詳細(xì)地記錄下來。由于數(shù)據(jù)的不完整，造成了流動(dòng)模擬與冷卻分析、應(yīng)力分析、翹曲分析集成的困難。此外，熔體僅沿著上下表面流動(dòng)，在厚度方

11、向上未作任何處理，缺乏真實(shí)感。當(dāng)在透明的模具型腔內(nèi)作注塑流動(dòng)時(shí)該缺點(diǎn)便暴露無遺,一、概述,分析流程,實(shí)體流技術(shù),從某種意義上講，雙面流技術(shù)只是一種從二維半數(shù)值分析(中面流)向三維數(shù)值分析(實(shí)體流)過渡的手段。要實(shí)現(xiàn)塑料注射制品的虛擬制造，必須依靠實(shí)體流技術(shù)。實(shí)體流技術(shù)在實(shí)現(xiàn)原理上仍與中面流技術(shù)相同，所不同的是數(shù)值分析方法有較大差別。在中面流技術(shù)中，由于制品的厚度遠(yuǎn)小于其他兩個(gè)方向(常稱流動(dòng)方向)的尺寸，塑料熔體的粘度大，可將熔體的充模流動(dòng)視為擴(kuò)展層流，于是熔體的厚度方向速度分量被忽略，并假定熔體中的壓力不沿厚度方向變化，這樣才能將三維流動(dòng)問題分解為流動(dòng)方向的二維問題和厚度方向的一維分析。流動(dòng)方

12、向的各待求量，如壓力與溫度等，用二維有限元法求解，而厚度方向的各待求量和時(shí)間變量等，用一維有限差分法求解。在求解過程中，有限元法與有限差分法交替進(jìn)行，相互依賴。在實(shí)體流技術(shù)中熔體的厚度方向的速度分量不再被忽略，熔體的壓力隨厚度方向變化，這時(shí)只能采用立體網(wǎng)格，依靠三維有限差分法或三維有限元法對熔體的充模流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值分析。因此，與中面流或雙面流相比，基于實(shí)體流的注塑流動(dòng)模擬軟件目前所存在的最大問題是計(jì)算量巨大、計(jì)算時(shí)間過長，諸如電視機(jī)外殼或洗衣機(jī)缸這樣的塑料制品，用現(xiàn)行軟件，在目前配置最好的微機(jī)上仍需要數(shù)百小時(shí)才能計(jì)算出一個(gè)方案。如此冗長的運(yùn)行時(shí)間與虛擬制造的宗旨大相徑庭，塑料制品的虛擬制造是將制

13、品設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)緊密結(jié)合在一起的協(xié)同設(shè)計(jì)，追求的是高質(zhì)量、低成本和短周期。如何縮短實(shí)體流技術(shù)的運(yùn)行時(shí)間是當(dāng)前注塑成型計(jì)算機(jī)模擬領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和當(dāng)務(wù)之急。由于高科技的迅猛發(fā)展和塑料工業(yè)的迫切需求,可以預(yù)見，滿足虛擬制造要求的三維注塑流動(dòng)模擬軟件會(huì)在近兩年內(nèi)涌現(xiàn),一、前處理UG環(huán)境接口,分析流程,UG moldflow 的操作流程Ug(無法使用MPI): 安裝Mpa 6.0 修改UGII_ENV.DAT UF_MF_PA_PATH=(Moldflow安裝目錄)Moldflow Plastics Advisers 6.0bin UF_MF_PA_FACET_TOL=0.005 環(huán)境變量 : UF_M

14、F_PA_PATH=(Moldflow安裝目錄)Moldflow Plastics Advisers 6.0bin 啟動(dòng)UG-Application-Moldflow Part Adviser-選擇實(shí)體-有License錯(cuò)誤提示- OK兩次即可使用MPA,一、前處理運(yùn)算速度設(shè)置,分析流程,在Job Manager設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級(jí)（默認(rèn)為低，推薦設(shè)定雙核為high，單核為normal，不容易死機(jī)），讓計(jì)算機(jī)全力計(jì)算，相當(dāng)任務(wù)管理器設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級(jí),一、前處理,分析流程,網(wǎng)格劃分類型： Midplane（中間面網(wǎng)格） Fusion（表面網(wǎng)格） Solid(3D)（實(shí)體網(wǎng)格,一般導(dǎo)入模型使用STL， 可

15、以使用IGS，劃分網(wǎng)格精度0.01，是stl模型劃分網(wǎng)格時(shí)間的20倍，精度提高3倍,一、前處理劃分網(wǎng)格,分析流程,一般使用Generate Mesh命令劃分網(wǎng)格 在Global edge lenth（網(wǎng)格全局長）輸入希望網(wǎng)格大小 MPI一般會(huì)推薦一個(gè)網(wǎng)格大小，有些不適用 為保證基本分析精度，網(wǎng)格邊長一般為最小壁厚的1.52倍 網(wǎng)格設(shè)定可以再小，計(jì)算量將大大提高 在平直區(qū)域網(wǎng)格大小和設(shè)定一致，曲面、圓弧及其他細(xì)節(jié)MPI會(huì)自動(dòng)調(diào)小邊長 IGES merge tolerance（合并容差）：導(dǎo)入文件為IGES時(shí)，默認(rèn)為0.01mm,一、前處理劃分網(wǎng)格,分析流程,Mesh Control網(wǎng)格控制 Po

16、st procession（后處理）Match mesh（網(wǎng)格匹配）：針對Fusion模型，匹配兩個(gè)對應(yīng)表面的網(wǎng)格單元 Post procession（后處理）Smooth mesh(NURBS Surfaces only)（網(wǎng)格光順）：針對Midplane模型，光順網(wǎng)格邊緣 Adaptive Meshing（自適應(yīng)網(wǎng)格劃分）自動(dòng)確定不同形狀區(qū)域的網(wǎng)格大小，在保證分析精度為前提，減少網(wǎng)格數(shù)量，節(jié)省分析時(shí)間,一、前處理網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計(jì),分析流程,Entity counts：實(shí)體個(gè)數(shù) Surface triangles：三角單元個(gè)數(shù) Nodes：節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù) Beams：一維單元個(gè)數(shù) Connectivi

17、ty regions：連通域的個(gè)數(shù)，應(yīng)為1 Edge details：單元邊信息 Free edges：自由邊信息，F(xiàn)usion和3D網(wǎng)格應(yīng)為0 Manifold edges：交疊邊 Non-manifold edges：非交疊邊, Fusion網(wǎng)格應(yīng)為0 Orientation details：單元定向信息 Elements not oriented:沒有定向的單元數(shù)，應(yīng)為0 Intersection details：單元交叉信息 Element Intersection：互相交叉的單元數(shù)，應(yīng)為0 Fully overlapping elements：完全重疊單元數(shù)，應(yīng)為0 Duplicat

18、e beams：一維單元重疊信息 Surface triangle aspect ratio：三角單元的縱橫比信息 Mininum aspect ratio ：縱橫比的極小值 Maxinum aspect ratio ：縱橫比的極大值 Average aspect ratio：縱橫比的平均值 Match ratio：單元匹配率信息（僅針Fusion網(wǎng)格），模型上下表面網(wǎng)格匹配程度,一、前處理網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計(jì),分析流程,針對Fusion模型，必須滿足以下原則： Connectivity regions（聯(lián)通域）的個(gè)數(shù)應(yīng)該為1 Free edges（自由邊）和Non-mainfild edges（非交

19、疊邊）個(gè)數(shù)應(yīng)為0 Elements not oriented（非定向的單元）應(yīng)為0 Element intersections（交叉單元）個(gè)數(shù)應(yīng)為0 Fully overlapping elements（完全重疊單元）個(gè)數(shù)應(yīng)為0 Aspect ratio一般最大值應(yīng)控制在1020之間 Match ratio（網(wǎng)格匹配率）模型上下表面網(wǎng)格匹配程度，對于Flow分析，應(yīng)大于85，低于50無法計(jì)算；對于Wrap分析，要超過85，太低責(zé)無法重劃分網(wǎng)格 Zero area triangle elements（零面積單元）個(gè)數(shù)應(yīng)為0,一、前處理,分析流程,配對原則,Moldflow分析的時(shí)候需要比較高的配

20、對比才能進(jìn)行分析，特別是對于翹曲分析。不知道分析的時(shí)候真正需要的是進(jìn)行單元配對還是節(jié)點(diǎn)配對。 只有FUSION才有配對，好象配對的是節(jié)點(diǎn),好象事后調(diào)整是不可能的,我覺得remesh的時(shí)候應(yīng)該會(huì)再次配對的,可是節(jié)點(diǎn)都有變動(dòng)，影響配對，修正網(wǎng)格時(shí)盡量不要增加和減少節(jié)點(diǎn),一、前處理,分析流程,網(wǎng)格的厚度,一般改模型的厚度都是改模型的上下表面，側(cè)面的厚度只要能充滿就行了，一般側(cè)面的尺寸是厚度的0.75倍 黃明忠的教程里面模型所說，論壇中討論也是不管它，也就是auto-determined,一、前處理,分析流程,一、前處理大縱橫比單元修改,分析流程,根據(jù)三角形網(wǎng)格縱橫比定義，得到取值范圍1.16，即等邊

21、三角直線 一般要求縱橫比小于6，復(fù)雜模型設(shè)定mininum為1020（一般為15） Standard定義為：AR=a/b 取值為1.16 Normalized定義為：AR=4(3)1/2s/(l12+ l22+ l32) 取值為01;s為三角面積，l為三角各邊長,一、前處理大縱橫比單元修改,分析流程,單擊引出線選中缺陷三角單元 一般遵循：“從大到小，區(qū)域優(yōu)先”原則，即從縱橫比大的三角單元修改，鄰近區(qū)域缺陷一并修改 修改方案不唯一，視模型要求： Merge Nodes（合并節(jié)點(diǎn)）：等效刪除單元 Swap Edge（交換公共邊）：改變2個(gè)三角單元的公共邊方向 Remesh Area（重劃分網(wǎng)格）：

22、對某區(qū)域重劃分網(wǎng)格，局部加密或稀疏 Insert Node（插入節(jié)點(diǎn)）：等效增加單元 Move Nodes（移動(dòng)節(jié)點(diǎn)）：更改縱橫比 Align Nodes（排列節(jié)點(diǎn)）：選中頭尾2節(jié)點(diǎn)，再選中間節(jié)點(diǎn)排列在頭尾節(jié)點(diǎn)的直線上 Smooth Nodes（平滑節(jié)點(diǎn)）：得到更均布網(wǎng)格，有利計(jì)算 Create Triangles（創(chuàng)建三角單元）：配合刪除單元；需考慮單元法向 Delete Entities（刪除單元）：配合創(chuàng)建單元 Purge Nodes（清楚節(jié)點(diǎn)）：清除刪除單元后多余節(jié)點(diǎn) Orient Elements（單元定向）：改變?nèi)菃卧ㄏ?Orient All（全部單元定向）：實(shí)施全體統(tǒng)一重定向,一、前處理劃分網(wǎng)格,分析流程,一、分析,分析流程,雙擊Study Tasks窗口的Analyze now! 或菜單選擇,一、后處理,分析流程,Screen Output分析過程屏幕動(dòng)態(tài)顯示：在Analysis Log中 Results Summary結(jié)果概要：打開Log顯示，分別為Fill Flow Cool三個(gè)Log窗口 Flow填充結(jié)果：鉤選Study Tasks窗口需要查看的結(jié)果 Cool冷卻分析結(jié)果：鉤選Study Ta