Moldflow課件--Moldflow_4網(wǎng)格劃分及修復

1、1、中面網(wǎng)格（Midplane）/中面流技術 中面網(wǎng)格有三節(jié)點的三角形單元組成，中面網(wǎng)格有三節(jié)點的三角形單元組成，網(wǎng)格創(chuàng)建在模型網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚中間處，形成單層網(wǎng)格。壁厚中間處，形成單層網(wǎng)格。在創(chuàng)建網(wǎng)格過程中要實時提取在創(chuàng)建網(wǎng)格過程中要實時提取模型的壁厚信息，并賦予相應的三角形單元。模型的壁厚信息，并賦予相應的三角形單元。 中面網(wǎng)格優(yōu)點中面網(wǎng)格優(yōu)點為分析速度快，效率高，適用于薄殼類零件。為分析速度快，效率高，適用于薄殼類零件。 中面技術的應用始于中面技術的應用始于20世紀世紀80年代。其數(shù)值方法主要采年代。其數(shù)值方法主要采用基于中面的有限元用基于中面的有限元/有限差分有限差分/控制體積法。所

2、謂中面是需要控制體積法。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。用戶提取的位于模具型腔面和型芯中間的層面。基于中面流基于中面流技術的注塑流動模擬軟件應用的時間最長、范圍也最廣技術的注塑流動模擬軟件應用的時間最長、范圍也最廣 基于中面流技術的注塑成型流動軟件在應用中具有很大基于中面流技術的注塑成型流動軟件在應用中具有很大的的局限性局限性，具體表現(xiàn)為：，具體表現(xiàn)為：(1)用戶必須構造出中面模型，采用手工操作直接由實體用戶必須構造出中面模型，采用手工操作直接由實體/表表面模型構造中面模型十分困難；面模型構造中面模型十分困難；(2)獨立開發(fā)的注塑成型流獨立開發(fā)的注塑成型流動模擬軟件動模

3、擬軟件(如上述的如上述的MF、CMold和和HSCAEF3.0軟件軟件)造型功能較差，根據(jù)產品模型構造中面往往需要花費大量造型功能較差，根據(jù)產品模型構造中面往往需要花費大量的時間；的時間；(3)由于注塑產品的千變萬化，由產品模型直接生由于注塑產品的千變萬化，由產品模型直接生成中面模型的成中面模型的CAD軟件的成功率不高、覆蓋面不廣；軟件的成功率不高、覆蓋面不廣；(4)由由于于CAD階段使用的產品模型和階段使用的產品模型和CAE階段使用的分析模型不階段使用的分析模型不統(tǒng)一，使二次建模不可避免，統(tǒng)一，使二次建模不可避免，CAD與與CAE系統(tǒng)的集成也無系統(tǒng)的集成也無法實現(xiàn)。法實現(xiàn)。 2、表面網(wǎng)格（F

4、usion）/雙面流技術 表面網(wǎng)格也由三角形單元組成，但是同中面網(wǎng)格不同，它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生，而不是在中面（雙面流技術） 表面網(wǎng)格適用于相對較厚或者取中面較困難零件。 雙面流技術所應用的原理與方法與中面流沒有本質上的差別，所不同的是雙面流采用了一系列相關的算法，將沿中面流動的單股熔體演變?yōu)檠厣舷卤砻鎱f(xié)調流動的雙股流。由于上下表面處的網(wǎng)格無法一一對應，而且網(wǎng)格形狀、方位與大小也不可能完全對稱，如何將上下對應表面的熔體流動前沿所存在的差別控制在工程上所允許的范圍內是實施雙面流技術的難點所在。 優(yōu)點 目前基于雙面流技術的注塑流動模擬軟件主要是接

5、受三維實體/表面模型的STL文件格式。用戶可借助于任何商品化的CAD/CAM系統(tǒng)生成所需制品的三維幾何模型的STL格式文件，流動模擬軟件可以自動將該STL文件轉化為有限元網(wǎng)格模型供注塑流動分析，這樣就大大減輕了用戶建模的負擔、降低了對用戶的技術要求，對用戶的培訓時間也由過去的數(shù)周縮短為幾小時。因此，基于雙面流技術的注塑流動模擬軟件問世時間雖然只有短短數(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。 雙面流技術具有明顯優(yōu)點的同時也存在著明顯的缺點：分析數(shù)據(jù)的不完整。雙面流技術在模擬過程中雖然計算了每一流動前沿沿厚度方向的物理量，但并不能詳細地記錄下來。由于數(shù)據(jù)的不完整，造成了流動

6、模擬與冷卻分析、應力分析、翹曲分析集成的困難。此外，熔體僅沿著上下表面流動，在厚度方向上未作任何處理，缺乏真實感。當在透明的模具型腔內作注塑流動時該缺點便暴露無遺。3、實體網(wǎng)格（3D）/實體流技術 由四節(jié)點四面體單元構成，每個四面體單元又是由四個中面網(wǎng)格模型的三角形單元組成。 其優(yōu)點為計算更為精確，可較好的模擬三維流動。 實體流技術在實現(xiàn)原理上仍與中面流技術相同實體流技術在實現(xiàn)原理上仍與中面流技術相同，所不同的是數(shù)值分析，所不同的是數(shù)值分析方法有較大差別。在方法有較大差別。在中面流技術中面流技術中，由于制品的厚度遠小于其他兩個方向中，由于制品的厚度遠小于其他兩個方向(常稱流動方向常稱流動方向)

7、的尺寸，塑料熔體的粘度大，可將熔體的充模流動視為擴的尺寸，塑料熔體的粘度大，可將熔體的充模流動視為擴展層流，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，這樣厚度方向變化，這樣才能將三維流動問題分解為流動方向的二維問題和厚才能將三維流動問題分解為流動方向的二維問題和厚度方向的一維分析。度方向的一維分析。流動方向的各待求量，如壓力與溫度等，用二維有限流動方向的各待求量，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間變量等，用一維有限差分法求解。元法求解，而厚度方向的各待求量和時間變量等，用一維

8、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行，相互依賴。在求解過程中，有限元法與有限差分法交替進行，相互依賴。在實體流技術中熔體的厚度方向的速度分量不再被忽略，熔體的壓力隨厚在實體流技術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，這時只能采用立體網(wǎng)格，依靠三維有限差分法或三維有限元度方向變化，這時只能采用立體網(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進行數(shù)值分析。法對熔體的充模流動進行數(shù)值分析。因此，與中面流或雙面流相比，基于實體流的注塑流動模擬軟件目前所存因此，與中面流或雙面流相比，基于實體流的注塑流動模擬軟件目前所存在的最大問題是計算量巨大、計

9、算時間過長，諸如電視機外殼或洗衣機缸在的最大問題是計算量巨大、計算時間過長，諸如電視機外殼或洗衣機缸這樣的塑料制品，用現(xiàn)行軟件，在目前配置最好的微機上仍需要數(shù)百小時這樣的塑料制品，用現(xiàn)行軟件，在目前配置最好的微機上仍需要數(shù)百小時才能計算出一個方案。如此冗長的運行時間與虛擬制造的宗旨大相徑庭，才能計算出一個方案。如此冗長的運行時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品設計與模具設計緊密結合在一起的協(xié)同設計，塑料制品的虛擬制造是將制品設計與模具設計緊密結合在一起的協(xié)同設計，追求的是高質量、低成本和短周期。如何縮短實體流技術的運行時間是當追求的是高質量、低成本和短周期。如何縮短實體流技

10、術的運行時間是當前注塑成型計算機模擬領域的研究熱點和當務之急。由于高科技的迅猛發(fā)前注塑成型計算機模擬領域的研究熱點和當務之急。由于高科技的迅猛發(fā)展和塑料工業(yè)的迫切需求展和塑料工業(yè)的迫切需求,可以預見，滿足虛擬制造要求的三維注塑流動可以預見，滿足虛擬制造要求的三維注塑流動模擬軟件會在近兩年內涌現(xiàn)。模擬軟件會在近兩年內涌現(xiàn)。 將已經創(chuàng)建好模型導入 在彈出對話框中選擇網(wǎng)格類型、單位制等 雙擊Create Mesh（創(chuàng)建網(wǎng)格）圖標，彈出網(wǎng)格創(chuàng)建對話框，設置合理的單元屬性后，單擊Generate Mesh，生成網(wǎng)格 將已經創(chuàng)建好模型導入將已經創(chuàng)建好模型導入 單擊單擊FileImport，在彈出對話框中選

11、擇要導入模型。，在彈出對話框中選擇要導入模型。一般導入模型使用一般導入模型使用STLSTL，可以使用可以使用IGSIGS，劃分網(wǎng)格精度，劃分網(wǎng)格精度0.010.01，是，是stlstl模模型劃分網(wǎng)格時間的型劃分網(wǎng)格時間的2020倍，精度提高倍，精度提高3 3倍倍網(wǎng)格劃分類型：網(wǎng)格劃分類型：lMidplaneMidplane（中間面網(wǎng)格）（中間面網(wǎng)格）lFusionFusion（表面網(wǎng)格）（表面網(wǎng)格）lSolid(3D)Solid(3D)（實體網(wǎng)格）（實體網(wǎng)格）一般使用一般使用Generate MeshGenerate Mesh命令劃分網(wǎng)格命令劃分網(wǎng)格在在Global edge lengthGl

12、obal edge length（網(wǎng)格全局長）輸入希望的網(wǎng)格大?。ňW(wǎng)格全局長）輸入希望的網(wǎng)格大小lMPIMPI一般會推薦一個網(wǎng)格大小，有些不適用一般會推薦一個網(wǎng)格大小，有些不適用l為保證基本分析精度，網(wǎng)格邊長一般為最小壁厚的為保證基本分析精度，網(wǎng)格邊長一般為最小壁厚的1.51.52 2倍倍l網(wǎng)格設定可以再小，計算量將大大提高網(wǎng)格設定可以再小，計算量將大大提高l在平直區(qū)域網(wǎng)格大小和設定一致，曲面、圓弧及其他細節(jié)在平直區(qū)域網(wǎng)格大小和設定一致，曲面、圓弧及其他細節(jié)MPIMPI會自動調小邊長會自動調小邊長lIGES merge toleranceIGES merge tolerance（合并容差）：導

13、入文件為（合并容差）：導入文件為IGESIGES時，時，默認為默認為0.01mm0.01mm Mesh Control網(wǎng)格控制網(wǎng)格控制 Post procession（后處（后處理）理）Match mesh（網(wǎng)格（網(wǎng)格匹配）：針對匹配）：針對Fusion模型，匹模型，匹配兩個對應表面的網(wǎng)格單元配兩個對應表面的網(wǎng)格單元 Post procession（后處（后處理）理）Smooth mesh(NURBS Surfaces only)（網(wǎng)格光順）：針對（網(wǎng)格光順）：針對Midplane模型，光順網(wǎng)格邊緣模型，光順網(wǎng)格邊緣 Adaptive Meshing（自適應網(wǎng)（自適應網(wǎng)格劃分）自動確定不同形狀

14、區(qū)格劃分）自動確定不同形狀區(qū)域的網(wǎng)格大小，在保證分析精域的網(wǎng)格大小，在保證分析精度為前提，減少網(wǎng)格數(shù)量，節(jié)度為前提，減少網(wǎng)格數(shù)量，節(jié)省分析時間省分析時間 自由邊是指一個三角形或自由邊是指一個三角形或3D單元的某一邊沒有與單元的某一邊沒有與其它單元共用。在表面網(wǎng)格其它單元共用。在表面網(wǎng)格(Fusion)及及3D網(wǎng)格自網(wǎng)格自由邊應為由邊應為0 交疊邊是指兩個三角形單元或交疊邊是指兩個三角形單元或3D單元所共有的一單元所共有的一條邊，在表面網(wǎng)格條邊，在表面網(wǎng)格(Fusion)只存在交疊邊。只存在交疊邊。 非交疊邊是指由兩個以上的三角形或非交疊邊是指由兩個以上的三角形或3D單元共有單元共有一條邊。在表

15、面網(wǎng)格一條邊。在表面網(wǎng)格(Fusion)非交疊邊必須為非交疊邊必須為0。 單元的交叉及重疊均是不容許的單元的交叉及重疊均是不容許的 三角形單元縱橫比是指三角形單元的長高兩個方向的極限尺寸之三角形單元縱橫比是指三角形單元的長高兩個方向的極限尺寸之比。比。 縱橫比對分析計算結果影響很大。一般在中面網(wǎng)格或表面網(wǎng)格分縱橫比對分析計算結果影響很大。一般在中面網(wǎng)格或表面網(wǎng)格分析中，縱橫比推薦極大值不超過析中，縱橫比推薦極大值不超過20，在，在3D網(wǎng)格中，縱橫比推薦網(wǎng)格中，縱橫比推薦極大值極小值分別為極大值極小值分別為50和和5，平均應該為，平均應該為15左右。左右。 匹配率僅針對表面網(wǎng)格，表示上下表面單元

16、相匹配程度。匹配率僅針對表面網(wǎng)格，表示上下表面單元相匹配程度。 對于對于Flow分析，單元匹配率應大于分析，單元匹配率應大于85，低于，低于50根本根本無法計算。對于無法計算。對于Warp分析，單元匹配率同樣應大于分析，單元匹配率同樣應大于85。 如果單元匹配率太低應該重新劃分網(wǎng)格。如果單元匹配率太低應該重新劃分網(wǎng)格。針對針對FusionFusion模型，必須滿足以下原則：模型，必須滿足以下原則：lConnectivity regionsConnectivity regions（聯(lián)通域）的個數(shù)應該為（聯(lián)通域）的個數(shù)應該為1 1lFree edgesFree edges（自由邊）和（自由邊）和N

17、on-mainfild edgesNon-mainfild edges（非交疊邊）個數(shù)應為（非交疊邊）個數(shù)應為0 0lElements not orientedElements not oriented（非定向的單元）應為（非定向的單元）應為0 0lElement intersectionsElement intersections（交叉單元）個數(shù)應為（交叉單元）個數(shù)應為0 0lFully overlapping elementsFully overlapping elements（完全重疊單元）個數(shù)應為（完全重疊單元）個數(shù)應為0 0lAspect ratioAspect ratio一般最大值

18、應控制在一般最大值應控制在10102020之間之間lMatch ratioMatch ratio（網(wǎng)格匹配率）模型上下表面網(wǎng)格匹配程度，對于（網(wǎng)格匹配率）模型上下表面網(wǎng)格匹配程度，對于FlowFlow分析，分析，應大于應大于8585，低于，低于5050無法計算；對于無法計算；對于WrapWrap分析，要超過分析，要超過8585，太低則無法，太低則無法重劃分網(wǎng)格重劃分網(wǎng)格lZero area triangle elementsZero area triangle elements（零面積單元）個數(shù)應為（零面積單元）個數(shù)應為0 0增加內容：Moldflow為先劃網(wǎng)格，然后診斷，然后修補問題網(wǎng)格！但

19、導入的復雜模型一般都有很多問題，Moldflow提供的網(wǎng)格修補工具對復雜模型修補困難，工作量極大！ 強烈建議采用其它CAE前處理軟件進行網(wǎng)格處理（如HyperMesh等專業(yè)前處理軟件），可先修補模型再劃網(wǎng)格導入的導入的IGES模型（或其它模型）模型（或其它模型）某些信息會丟失（點、線、面）某些信息會丟失（點、線、面）等等某些信息會增加某些信息會增加某些信息會錯誤某些信息會錯誤IGES（或其它）模型（或其它）模型直接導入后不進行模直接導入后不進行模型修補，網(wǎng)格劃分后型修補，網(wǎng)格劃分后勢必產生很多問題！勢必產生很多問題！丟失了面丟失了面增加了面增加了面線分離線分離 經過網(wǎng)格信息統(tǒng)計，一般會發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格

20、存在一些問題，此時需要利用Moldflow提供的網(wǎng)格編輯工具對缺陷網(wǎng)格進行處理（20種修補工具）。 點擊MeshMesh Tools運行，彈出如下對話框 自動修補自動修補 自動修補對表面模型很有效，能自動搜索并處理模型網(wǎng)格中自動修補對表面模型很有效，能自動搜索并處理模型網(wǎng)格中存在的單元交叉及單元重疊問題，同時可以改進單元的縱橫存在的單元交叉及單元重疊問題，同時可以改進單元的縱橫比。比。 自動修補可多次使用，但不能期待該功能可以處理所有問題自動修補可多次使用，但不能期待該功能可以處理所有問題 處理縱橫比（處理縱橫比（Fix Aspect Ratio）可以有效降低網(wǎng)格的最大）可以有效降低網(wǎng)格的最大

21、縱橫比，并接近所給出的目標值縱橫比，并接近所給出的目標值 全部合并（全部合并（Global Merge)可以合并所有間距小于合并容差可以合并所有間距小于合并容差的節(jié)點的節(jié)點 合并節(jié)點（合并節(jié)點（Merge nodes)可將多個起始節(jié)點向一個目標節(jié)可將多個起始節(jié)點向一個目標節(jié)點合并（需在對話框中輸入目標節(jié)點及起始節(jié)點點合并（需在對話框中輸入目標節(jié)點及起始節(jié)點)。 當選擇多個起始節(jié)點時要按住當選擇多個起始節(jié)點時要按住Ctrl鍵依次選擇。鍵依次選擇。 交換共用邊（交換共用邊（Swap Edge）可交換兩相鄰三角形單元共用）可交換兩相鄰三角形單元共用邊，可利用此功能降低縱橫比。邊，可利用此功能降低縱橫

22、比。 需要在對話框中依次選擇兩個三角形單元需要在對話框中依次選擇兩個三角形單元節(jié)點匹配（節(jié)點匹配（Match node):在手工修改大量網(wǎng)格之后，利用節(jié)點在手工修改大量網(wǎng)格之后，利用節(jié)點匹配功能可以重新建立良好的網(wǎng)格匹配，將網(wǎng)格模型中的某一匹配功能可以重新建立良好的網(wǎng)格匹配，將網(wǎng)格模型中的某一個節(jié)點投影到另一個面的指定三角形單元上。個節(jié)點投影到另一個面的指定三角形單元上。通過下拉對話框選擇節(jié)點及三角形單元通過下拉對話框選擇節(jié)點及三角形單元 對某區(qū)域網(wǎng)格重新劃分（對某區(qū)域網(wǎng)格重新劃分（Remesh Area）：對已經劃分好網(wǎng)）：對已經劃分好網(wǎng)格的模型的某一區(qū)域進行網(wǎng)格重新劃分?？蓪δＰ途植窟M行格

23、的模型的某一區(qū)域進行網(wǎng)格重新劃分?？蓪δＰ途植窟M行網(wǎng)格加密或稀疏。網(wǎng)格加密或稀疏。 需要選擇重新劃分區(qū)域并指定網(wǎng)格劃分目標值需要選擇重新劃分區(qū)域并指定網(wǎng)格劃分目標值 插入節(jié)點（插入節(jié)點（Insert Nodes）：在兩個節(jié)點之間插入一個新節(jié)）：在兩個節(jié)點之間插入一個新節(jié)點，用以消除縱橫比不理想的單元。（可結合合并節(jié)點所有）點，用以消除縱橫比不理想的單元。（可結合合并節(jié)點所有） 需要選擇兩個節(jié)點。需要選擇兩個節(jié)點。 移動節(jié)點（移動節(jié)點（Move Nodes）：可以將一個或多個節(jié)點按照給）：可以將一個或多個節(jié)點按照給定的絕對或相對坐標進行移動。定的絕對或相對坐標進行移動。 排列節(jié)點（排列節(jié)點（Al

24、ign Nodes）可以實現(xiàn)節(jié)點的重新排列。）可以實現(xiàn)節(jié)點的重新排列。 先選擇兩個基點以確定一條直線，然后選擇需要重新排列的先選擇兩個基點以確定一條直線，然后選擇需要重新排列的點列，點擊點列，點擊Apply，所選擇點列將重新排列在選定直線上。，所選擇點列將重新排列在選定直線上。 單元定向（單元定向（Orient Elements）：該功能可以將查找出來的）：該功能可以將查找出來的定向不正確的單元重新定向，但不適用定向不正確的單元重新定向，但不適用3D類型模型。類型模型。 對話框中選擇問題單元，選擇翻轉法線，單擊對話框中選擇問題單元，選擇翻轉法線，單擊Apply既可既可 補洞（補洞（Fill H

25、ole）：創(chuàng)建三角形單元來填補網(wǎng)格上存在的孔）：創(chuàng)建三角形單元來填補網(wǎng)格上存在的孔洞或縫隙缺陷。洞或縫隙缺陷。 首先選擇模型上的洞或縫隙的邊界線，手動選擇所有邊界點。首先選擇模型上的洞或縫隙的邊界線，手動選擇所有邊界點?；蛘哌x擇邊界上一個節(jié)點，單擊或者選擇邊界上一個節(jié)點，單擊Search按鈕，自動搜索缺按鈕，自動搜索缺陷邊界。完成后單擊陷邊界。完成后單擊Apply，既可在該位置生產三角形單元，既可在該位置生產三角形單元，完成修補完成修補 自由邊粘合自由邊粘合 平滑節(jié)點：將與選定節(jié)點有關聯(lián)的單元進行重新劃分網(wǎng)格，平滑節(jié)點：將與選定節(jié)點有關聯(lián)的單元進行重新劃分網(wǎng)格，目的是得到更加均勻的網(wǎng)格分布，以

26、便于計算。目的是得到更加均勻的網(wǎng)格分布，以便于計算。 創(chuàng)建一維單元（創(chuàng)建一維單元（Crate beams):通過存在兩節(jié)點來創(chuàng)建一維通過存在兩節(jié)點來創(chuàng)建一維單元（一維單元在冷卻系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)中廣泛使用）。單元（一維單元在冷卻系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)中廣泛使用）。 分別在對話框中輸入創(chuàng)建一維單元的兩個節(jié)點既可分別在對話框中輸入創(chuàng)建一維單元的兩個節(jié)點既可 還原網(wǎng)格（還原網(wǎng)格（Project mesh)：當某一網(wǎng)格單元背離模型表面：當某一網(wǎng)格單元背離模型表面時，或不遵循模型表面，該命令可以還原網(wǎng)格遵循模型表面。時，或不遵循模型表面，該命令可以還原網(wǎng)格遵循模型表面。 如果導入模型為如果導入模型為STL格式，該功

27、能無效。格式，該功能無效。 創(chuàng)建三角形單元（創(chuàng)建三角形單元（Create triangles):通過存在的節(jié)點創(chuàng)建通過存在的節(jié)點創(chuàng)建三角形單元。三角形單元。 刪除單元刪除單元(Delete Entities):用以刪除選定的網(wǎng)格單元。用以刪除選定的網(wǎng)格單元。 清除節(jié)點清除節(jié)點(Purge Nodes):用以清除網(wǎng)格模型中與其它單元沒用以清除網(wǎng)格模型中與其它單元沒有任何聯(lián)系的節(jié)點。有任何聯(lián)系的節(jié)點。 為了更好地對網(wǎng)格存在的缺為了更好地對網(wǎng)格存在的缺陷進行處理，陷進行處理，Moldflow提提供了豐富的網(wǎng)格缺陷診斷工供了豐富的網(wǎng)格缺陷診斷工具，將它們與網(wǎng)格處理工具具，將它們與網(wǎng)格處理工具結合，可以很好地解決網(wǎng)格結合，可以很好地解決網(wǎng)格缺陷問題。缺陷問題。 網(wǎng)格診斷菜單如圖所示網(wǎng)格診斷菜單如圖所示 縱橫比診斷縱橫比診斷 選擇選擇Mesh菜單中的縱橫比診斷（菜單中的縱橫比診斷（Aspect Ratio Diagnostic）彈出如下對話框，在對話框中分別定義診斷報告