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moldflow教程


MPI分析流程 MPI分析流程
Import CAD Model(导入CAD模型) Translate CAD Model(模型生成网格) Fix mesh(对网格进行修补) Build Feeding&Cooling system (浇注及冷却系统构建) Select material(选择材料) Process Setting(成型条件设定) Execut

e analysis(执行分析) Reading results(分析结果解析) Report(制作报告)

分析序列选择 分析序列选择

分析序列 分析序列
Fill Fill + Cool + Flow Fill + Cool + Flow + Warp Flow Flow + Warp Flow + Warp + Stress Flow + Cool + Flow Flow + Cool + Flow + Warp Flow + Cool + Flow + Warp + Stress Cool Cool + Flow Cool + Flow + Warp Cool + Flow + Warp + Stress Stress

分析序列 分析序列
Flow + Stress Cool + Flow + Stress Flow + Cool + Flow + Stress OPTIM (Fill) OPTIM (Flow) Design Of Experiments (Fill) Design Of Experiments (Flow) Molding Window Gate Location Runner Balance Fill + Cool + Flow + Shrink Flow + Shrink Cool + Flow + Shrink Fill + Cool

分析顺序 分析顺序
构建分析模型(成品&模具) Fill充填
– 优化产品的充填 – 平衡流道系统或初步确定其尺寸 – 可能的保压条件

Warp翘曲
– 确定翘曲类型(只针对 midplane) – 确定翘曲量 – 确定翘曲原因 – 优化条件,减少翘曲

Cool冷却
– 尽量降低温差 – 不用Filling结果作为Cool的输入

Flow流动
– 优化保压条件 – 用cooling分析的结果再进行flow 分析, 因为Cooling可能对 Packing结果有较大影响

问题解答 问题解答

MPI/SYNERGY MPI/SYNERGY
整合所有前后处理工作的单一环境 可用Midplane、Fusion和3D三种网格进行Flow(流动)、 Cool( 冷却)、 Warp(翘曲)、 Fiber(纤维分析)

MPI/Synergy构成 MPI/Synergy构成
Tool bar Project Study task Layer Status bar Menu

Main window

Project管理 Project管理
Project
– 组织的最高级 – 包含储存在单一路径里的一个project的所有信息 – 可包含很多个study

Study
– 一个study即是一个基于一致的输入(如:网格、 材料、进浇位置、成型条件设定)的分析或分析 序列 – 一个分析的必需输入(tasks)的可视化的checklist – 辨认图标
? 分析符号 ? 也可作为附录

Project管理 Project管理
Projects可以用以下方式来组织
– – – – CAD model Material Injection locations Shared results

分析序列
– 用户化设定 – 使用不同的输入来自动重新运行分析
– 简单地更改需要的输入,再重新 运行

MPI/Synergy menu介绍 MPI/Synergy menu介绍
General
– System Units – HTML Browser

File

Mouse用户化 Results Moldflow Design Link Viewer
– Incremental, lighting 和OpenGL

Help System Default display Internet

MPI/Synergy menu介绍 MPI/Synergy menu介绍
Edit View Modeling

MPI/Synergy menu介绍 MPI/Synergy menu介绍
Mesh Analysis

MPI/Synergy menu介绍 MPI/Synergy menu介绍
Results Report

MPI/Synergy menu介绍 MPI/Synergy menu介绍
Tools Window Help

Toolbar用户化 Toolbar用户化
工具栏外观
– Cool look – Large Buttons

工具栏用户化
– 拖拉按钮到任何一个工具栏 – 更改已存在的工具栏或建立你自 己的工具栏 移走工具按钮

导航系统 导航系统
关联菜单
– 在以下区域按下鼠标右键
? Display Window ? Project Pane ? Study Tasks Pane

工具栏
– 隐藏/显示预先设定的工具栏 – 允许快速进入MPI功能操作

问题解答 问题解答

支持的CAD文件类型 支持的CAD文件类型

Import Model Import Model
通过 or File Import 指定CAD文件所在目录 打开

Import Model Import Model
界面因读取的CAD文件类型不同而有差别 以 STL为例 确认如下:
– 网格类型
? ? ? ? Midplane Fusion 3D 先生成Fusion网格, 如果想生成midplane, 先修好fusion网格 后再生成 midplane

– 单位

Generate Mesh Generate Mesh
生成网格

网格边长
控制fusion网格匹配 控制midplane网格 的边 控制局部区域网 格精度,默认值 ,不需修改

网格诊断 网格诊断

Fusion

Midplane

Fusion 模型 Fusion 模型
网格应该没有
– Free edges – Non-Manifold edges

A=free edge B=Manifold edges C=Non-Manifold edges

Fusion 模型 Fusion 模型
Fusion网格须保证一定的匹配率 – 档网格匹配率低于85%时,流动 分析时会出现警告提示; – 为了保证比较好的翘曲分析,网 格的匹配率须达到90%以上 Reciprocal match 是指两个element相 互匹配 – 为了得到较好的翘曲分析结果, 须保证在90%以上, Matched element Reciprocal match

Aspect Ratio/(Midplane和Fusion) Aspect Ratio/(Midplane和Fusion)
Aspect Ratio纵横比
– 平均 < 3:1 – 最大 < 6:1
引起问题。 Aspect ratio=a/b

? 高Aspect Ratio的网格也能进行流动分析,但在冷却和翘曲分析中将

– 应该避免最长边在流动方向上的很高Aspect Ratio的网格
? 如果很高Aspect Ratio的网格不能避免,那么,其最长边尽量置于与 流动方向正确的角度上
Flow Flow

Midplane和Fusion模型 Midplane和Fusion模型
由有限元素构成的组群 完全相连 – 无重叠元素No overlapping;无相交元素No intersections;完全配向

Fusion

Midplane

滞流预测 滞流预测
在比较重要的肉厚发生变化的区域至少要保证三排的网格
2.0 mm 1.0 mm 3.0 mm

2.0 mm 1.0 mm 3.0 mm

Hesitation

在薄的区域存在明显的滞流现象

缝合线预测 缝合线预测

缝合线总是形成在孔洞附近或波前汇合的地方。如果网格太稀疏, 缝合线可能不会显示,或显示得不准确。网格需要改善以得到准确 的缝合线预测结果。

包风预测 包风预测
正常厚度 2.5 mm 薄壁区域 1.25 mm

如果在较薄区域网格修得不够好,包风可能会预测不准确。

网格详细资料 网格详细资料
模型必须具有满足FLOW所需特征
– 厚度 – 流动长度 – 体积

成品流动模型上的小特征最好去掉
– 混成特征 – 小圆角 – 小倒角
Fillet

成品几何变化对充填压力的影响 成品几何变化对充填压力的影响
压力变化 成品厚度对压力的 影响最大 流动长度对压力的 影响其次 在成品厚度和流动 长度一定的情况下 ,体积对压力基本 没有影响
Effect of Part Geometry Changes on Pressure
400%

Percent Pressure Change

350% 300% 250% 200% 150% 100% 50% 0% 0% 10% 20% 30%

厚度
Thickness

体积

流长

Flow Length Volume

40%

50%

60%

70%

80%

Percent Part Geometry Change

成品几何变化变化

圆角的影响 圆角的影响
对midplane和fusion 角落处的圆角除了会产生较大 的AR值,不会对分析结果有影 响 紫色小球代表节点 转网格时,为了模拟圆角, 将会产生节点以及节点间的 间隙; 从而导致较高的AR值,但不 会对成品肉厚有影响

有圆角和没有圆角的模型 有圆角和没有圆角的模型
从CAD系统导入的模型没有 圆角

从CAD系统导入的模型有小 的倒圆角

局部网格划分 局部网格划分
纠正所有的问题区域

计算时间、网格密度及精度 计算时间、网格密度及精度
50 48 46 44 42 40 564 1078 2424 4212 6564 10752 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

CPU TIME [Sec] Pressure Compute Time

Pressure [MPa]

No. of Elements

当模型的网格密度增加的时候,计算时间会以指数正弦曲线增加, 而在精度上只有有限的提高。

网格诊断 网格诊断
检查网格模型的问题
– 文本报告 – 图形显示

诊断显示 诊断显示
Aspect Ratio(纵横比或AR值) Overlapping Elements(重叠交叉) – Intersections(交叉) Mesh Orientation(网格配向) Connectivity(连接性) Free Edges(自由边) – Manifold Edges Thickness(厚度) Occurrence Number(计算次数) Mesh matching info.(网格匹配情况) Zero area elements (网格面积极小的区域)

Aspect Ratio Aspect Ratio
element的aspect ratio 以一些有 色的直线来显示
– 线越长越红表示element的aspect ratio越高

对流动分析,aspect ratio应小于 6:1

使用诊断层 使用诊断层
将有问题的网格放置于 诊断结果层中

Overlapping Elements Overlapping Elements
Overlaps表明两个共面的网格element相交(网格element 在同一面上且彼此相交) Intersections表明两个不共面 的 网 格 element 相 交 ( 网 格 element在不同面上且彼此相 交)
– 所有的Overlaps和Intersections 应被移除掉

元素太密或重叠 元素太密或重叠
Dist 2-9, 19.526 Dist 2-5, 12.500 Dist 5-9, 15.000 Sum, 47.026 Avg, 15.675 Dist 2-5, 12.500 Dist 2-31, 17.274 Dist 5-31, 11.922 Sum, 41.696 Avg, 13.899 Total Avg, 14.787

如果质心距离小于 1.4787mm (总平均边长的10%),那么你 将得到 ‘element too close’ 的 错误信息! 如果距离小于0.1 mm,你将得 到 ‘elements overlap’ 的错误 信息!

Dist 2- 9, 19.526

Dist 2- 31, 17.274 Dist 2- 5, 12.500

E1 Dist 5- 9, 15.000

E2 Dist 5- 31, 11.922

Mesh Orientation Mesh Orientation
Mesh Orientation提供一个一致的协定,即用来区分一个 element的两个面
– 对Fusion网格,所有element的配向均朝外,显示为蓝色; – 对于Midplane网格,母模侧为蓝色,公模侧为红色。

对 cooling、warpage和stress分析,网格必须正确配向

Connectivity Connectivity
如果该model代表一个cavity,或者是用流道系统连在一 起的几个cavity ,则连接区域的值应该为1
– 选择一个element来检查其它element的连接性

OK

Problem

Free Edges Free Edges
free edge是不和其它element共享的一个element的边。 在Fusion和3D网格上,不能有free edge,因为它们代表 网格没有形成封闭空间

Non/Manifold Edges Non/Manifold Edges
一条manifold edge是两个网格共用的一条边 一条non-manifold edge是两个以上的网格共用的一条边
– 在fusion网格上,不能有non-manifold edge,因为它们代表网 格element没有正确连接

Thickness Thickness
直接在MPI/Synergy里显示和 更改model的厚度特性 不需返回到原始的CAD系统 去更改产品的厚度
– 节省时间

Occurrence Numbers Occurrence Numbers
在一个对称的 model 中取其中一部分,然后在此部分上 指定重复的流动路径的次数,以简化流动分析模型的准 备工作及减少计算时间
– 如果你想进一步做冷却、翘曲或者应力分析,你不能使用出现次 数 (occurrence numbers)。此时你必须建构完整的模型。
4 4 4 2 1

Mesh matching info. Mesh matching info.
提供fusion网格上、下层匹配 状况; Matched:完全匹配; Unmatched:未匹配; Edge:

Zero area elements Zero area elements
设定一最小边长; 系统利用当量法自动计算出最 小面积, 网格面积小于上述数值的将被 显示

使用Mesh Tools修整网格 使用Mesh Tools修整网格
Mesh Tools】 – 自动修复 – 修复AR值 – 整体节点合并 – 手动合并节点 – 切换网格的边 – 局部重新划分网格 – 插入节点 – 移动节点 – 对齐节点 – 网格配向 – 填补孔洞 – 创建区域 – 删除网格 – 移除没用的节点

快捷键 快捷键
使用键盘上的一些快捷键快速执行 Mesh Tools 里的命令
Mesh Tools Auto Global Merge Merge Swap Edge Remesh Area Insert Move Align Nodes Orient Fill Hole Create Beams Ctrl + T + F2 + F3 + F4 + F5 + F6 + F7 + F8 + F9 + F10 + F11 + F12 Generate Mesh Alt+M, M

Create Triangles Alt+M, T Create Beams Alt+M, B

Auto repair Auto repair
用来自动修复重叠或交叉面,并可以适当的改善AR值;

不推荐使用

Fix Aspect Ratio Fix Aspect Ratio
用来自动降低AR值至所输入的数值(该数值需大于10才 有意义)

不推荐使用

Global Merge Global Merge
用来寻找及合并在指定公差范围内的所有节点
– 以 Global Merge 命令激活整个网格模型 – Preserve Fusion mesh 选项防止merge时会消除element的边

Merge Nodes Merge Nodes
用来合并指定的节点
– 点选 Merge 命令,并在模型上选取固定的节点 (Node to merge to),以及要合并的节点 (Node to merge from)

Swap edge Swap edge
用来切换两个相邻的 element 的共用边
– 点选 Swap Edge 命令,并在模型上选取两个相邻的 element – 不适用于3D网格

对特征边进行控制

Match Nodes Match Nodes
用来将所选点投影到对面选定的Triangle上;

新生成的点归入层中

Remesh Area Remesh Area
用来以新的目标边长重新 remesh 选择的 element
– 点选 Remesh Area 命令,并在模型上选取某些 element – 输入希望的边长值 – Transition:用来确定remesh的区域与其周围区域连接处的光滑性

Insert Nodes Insert Nodes
在一条边上生成一个中点并将一个element分成两个
– 点选 Insert Node 命令,并在模型上选取一条边上的两个 node – 不支持3D 网格

Move Nodes Move Nodes
用绝对或相对坐标移动选择的节点
– 点选 Move 命令,并在模型上选取 node – 移动一个或多个节点到绝对位置 (Absolute) – 用相对位移移动一个或多个节点 (Relative)

Align Nodes Align Nodes
重新配置选择的节点以构成一条直线
– 点选 Align Nodes 命令,并在模型上选取 node – 选首尾两个基准node,再选需要重新配置的node

Orient Elements Orient Elements
用来重新定义Element的配向;
– Flip normal: – Align normal:需要选seed element; – 选择seed element后,在搜寻其他elements时有两种方式:与其相 连接的elements;与其属于同一区域的elements

Fill Hole Fill Hole
用element填补网格上的孔洞或间隙
– 点选 Fill Hole 命令,单独地点取孔洞或间隙上的所有节点 – 点取孔洞或间隙上的一个节点,使用 search 按钮 – 新创建的element会继承其邻接element的属性

Create Regions Create Regions
用于将每一个element创建一个单独的region,并可以对其 属性单独编辑;
– Planar:element与其对应的region的质心距离 – Angular:element的法向矢量与其对应的region的法向矢量间的夹 角;

Smooth Nodes Smooth Nodes
用于将网格的边长更加均匀化;

控制特征边

Create Beams Create Beams
用于创建beam;

Project Mesh Project Mesh
用于将所选中的element投影到其对应的surface上,在网 格严重偏离原来的形状时比较有用;

Create Triangle Create Triangle
用于创建三角形element;

Delete Entities Delete Entities
删除你不再需要的实体
– 点选 Delete 命令,点取你希望删除的实体

Purge Nodes Purge Nodes
移除游离的点
– 点选 Purge Nodes 命令,直接按下 Apply

问题解答 问题解答

搜索材料方法 搜索材料方法
可用材料数据库中储存的任何特性来搜索 搜索一种材料基于
– Manufacturer厂商 – Commercial Name商品名 – Filler data 填充物数据,等等

显示材料特性参数 显示材料特性参数
显示成型参数、粘度参数、热性能、PVT参数、机械 性能参数、收缩性能参数、纤维参数。

Viscosity 曲线 Viscosity 曲线
显示粘度数据来决定合适的粘度模型

PVT 曲线 PVT 曲线
显示塑胶的PVT特性曲线;

材料比较 材料比较
使用搜索工具来比较材料
– 指定搜索条件 – 搜索要比较的材料 – 点 column 的 标 题 来 分 类 搜 索的结果清单 – 必要时改变搜索条件 – 点Details来查看指定的材料 数据

Flow分析所需要的特性 Flow分析所需要的特性
Thermal 热特性
– Specific heat 比热 – Thermal conductivity 导热性

Recommended Processing推荐成 型条件
– Mold temperature模温 – Melt temperature料温 – Ejection temperature顶出温度

Rheological 流变学特性
– Viscosity粘度(Cross-WLF 默认模型) – Transition temperature 转化温 度

PVT
– Melt Density 熔胶密度 – 2-Domain tait PVT 二维图表

其它特性 其它特性
Recommended Processing 推荐成型条 件
– Mold/melt minimum & maximum temperatures 模温/料温范围 – Maximum shear stress & shear rate 最大剪应力/剪 应率 Mechanical 机械特性
– Modulus 弹性模量 – Poissons ratio 泊松比 – Coefficient of thermal expansion 热膨胀系数

Shrinkage 收缩特性
– Corrected residual in-mold stress (CRIMS) 修正残余应力

General 概要
– Commercial name 商品名 – Manufacturer 厂商 – Family abbreviation 简称

Filler 填充物
– Type 类型 – Percentage by weight 比重

塑料的类型 塑料的类型
Amorphous无定形塑料
– 在循环生产周期中分子结构相同

Semi-crystalline半结晶塑料
– 冷却时(结晶)形成紧密的分子 结构,受热时则无定形

塑料的流动 塑料的流动
凝固层
模壁

熔融塑料
模壁

喷泉流动区域

受限于塑胶分子的形态及流变性能。

塑料的粘度 塑料的粘度
Viscosity Models 粘度模型
– Cross WLF (default) 假塑性流 体(默认) – Second Order

η

η η . γ

塑料的粘度 塑料的粘度
定义:剪切流动的阻力(流体分子间的相互作用力) 随着剪切率(相对移动的速度)或温度的增加而降低

Material Water

Viscosity 10-1 10

Polymer 10,000 Glass 1020

熔胶流动率 (MFR) 熔胶流动率 (MFR)
以恒定的温度和剪切率作试运行 有助于在一个树脂家族中比较不同的材料等级
Low MFR Material
W

High MFR Material
W

Higher Pressure

Lower Pressure

材料注射压力和锁模力的影响 材料注射压力和锁模力的影响
Inj. Pressure and Clamp Force

不同的材料需要不同的 注射压力和锁模力 不同的材料的粘度范围 是不同的

PMMA
Hi Viscosity

PP
Low Viscosity

Fill Time (sec)

Lesson 10

塑料热特性 塑料热特性
Cp - specific heat capacity 比热(热容)
– 保留热量的能力或容纳热量的能力

k - thermal conductivity 导热性
– 传导热量的能力

材料对冷却时间的影响 材料对冷却时间的影响
冷却时间基于导热性、密度和比热 它 们 结 合 起 来 组 成 了 材 料 的 “ 热 扩 散 能 力 ” (thermal diffusivity)
Change Thermal Conductivity (k) Specific Heat (Cp) Density (p) Cooling Time

PVT 特性 PVT 特性
P - Pressure; V - Specific Volume; T - Temperature

Pressure Increases Specific Volume

描述塑料如何随着压力和 温度的变化而收缩和膨胀 在充填和保压过程中,因 为压力增大而使塑料收缩 在冷却过程中,因为温度 降低而使塑料收缩

Temperature

Amorphous 与 Crystalline Amorphous 与 Crystalline
当塑料分子以规则的结 构构成水晶样式时结晶 产生 结晶度(塑胶在结晶区 域的时间)越高意味着 收缩越大

无定型材料的PVT特性 无定型材料的PVT特性
Increasing Pressure Specific Volume

P – Pressure(压力) V - Specific volume(体积) T – Temperature(温度)

A

Δν
B

Temperature

结晶材料的PVT特性 结晶材料的PVT特性
Crystallization Phase(结晶区) A

Specific Volume

Δν
B

Temperature

热特性的影响 热特性的影响
alpha1(流动方向)和alpha2 ( 垂直流动方向) 都是线性热 膨胀系数(linear thermal expansion coefficients, LTEC)
– 描述塑件尺寸随温度的变化 而线性变化了多少 – 在流动方向和垂直流动方向 上不同的alpha值导致不同的 收缩 – 对semi-crystalline树脂尤为典 型
alpha2 (mm/C)

alpha1 (mm/C)

机械特性的影响 机械特性的影响
E1和E2分别代表流动方向和垂直流动方向的模数; 通常来说,两个方向上的E值越高越均一,收缩越低,翘 曲也会越小; 对于半结晶材料,E1和E2有时会发生变化; 混有纤维的塑胶的E1和E2与纯的塑胶有很大的不同,翘 曲可能会更大。 E1 E2

Fibers对收缩的影响 Fibers对收缩的影响
Fibers影响强度 (在纤维取向方向上强度更高) Fibers影响收缩(在纤维取向上收缩比垂直取向上小,这与 未添加Fiber的相反)

创建个人数据库 创建个人数据库
选择database来创建
– Category
? Materials

– Type
? Thermoplastics material

database以*.udb文件格式 储存

创建个人数据库 创建个人数据库
从Moldflow material database上增加或编辑数据 导入材料数据
– MPI
? (*.rax, *.asc)

– C-Mold
? (*.2000.udb)

创建个人数据库 创建个人数据库
新的材料数据
– 检查数据
? 从 Moldflow Plastics Zone 网 站 上 可 得 到 有关帮助

tools和dialogs

问题解答 问题解答

成型条件设定 成型条件设定

冷却参数设定

成型条件设定 成型条件设定
充填控制 V/P切换控制
保压控制

成型条件设定 成型条件设定
高级控制
塑胶材料 成型条件 成型机选择 模具材料 参数设定

成型条件设定 成型条件设定

纤维分析参数设定

成型条件设定 成型条件设定

Fusion

Midplane

翘曲分析类型选择 应力输出结果控制 翘曲和应力结果是否 考虑浇口及流道控制

塑料的变形及翘曲

变形的原因 变形的原因
塑料在成形过程中,由于温度、压力等因素 的影响,在材料分子之间产生很大的内应力,在 这种内应力的作用下,产品就产生了变形翘曲。 在应力和应变之间存在着一种特定的关系, 每种材料都不相同。 下面首先从理论上讲述一下应力和应变的关 系。

理想弹性变形 理想弹性变形
材料在受到应力的作用下会发 生变形,理想的弹性材料应力-应变 如右图所示,应变随着应力的增大 而增大,且成正比(线性)关系。

应变量=应力 / 杨氏模量E

实际上没有一种塑料附合理想弹性变形,每种塑料都有它 独特的应力-应变曲线。

常见应力-应变曲线 常见应力-应变曲线
不同种类的塑料有不同的应力-应变曲线,如下图所示。

典型应力-应变曲线 典型应力-应变曲线
如右图,整个变形分 为两个阶段: 弹性变形阶段(线性) 塑性变形阶段(非线性) 在屈服点之前,应变 随应力成正比(线性)增长; 在屈服点之后,应力应变 关系变得很复杂(非线性)。
屈 服 点

弹性变形阶 段

塑性变形阶 段

所以,要计算塑料的变形翘曲,首先要知道变形过 程中材料是否产生屈服?

变形稳定性问题 变形稳定性问题
在变形过程中还存在着失稳的问题, 如右图所示。

n稳态翘曲 n翘曲变形是线性的,应力均匀 n非稳态翘曲 n在平面内压力逐渐加大,变形 趋势是不稳定的 n将平面内的能量转换为弯曲能 量,产生大变形

稳定的负载 – 没有失稳

不稳定的负载 – 失稳

变形翘曲分析类型 变形翘曲分析类型
针对塑料变形过程的复杂性,Moldflow为了模拟更准确,采取 不同的分析类型去计算,按照材料是否屈服进行了分类:

Buckling: 确定材料是否失稳或屈服 Small Deflection: 线性变形分析 Large Deflection: 非线性变形分析 Automatic: 自动判断屈服情况,并自动进行Large deflection分析, 如果未屈服,变形分析结果将无意义

判断结果 判断结果
在Buckling和Automatic的分析结果Screen out中会给出一个叫 Lambda的参数,根据这个参数,按照下列原则就可以判断材料是否 屈服:

Lambda<1: 材料出现屈服,用Large Deflection Lambda>1: 材料未出现屈服,用Small Deflection
( Lambda 取两个值中的正的较小值 )

例:lambda=3.5,表示应力增加到当前的3.5倍时,材料才产生屈服; lambda=0.6,表示应力到当前的0.6时,材料已经屈服。

分析流程 分析流程
冷却、流动、保压 Buckling λ<1 Lambda λ>1 Automatic Lambda λ<1

Large Deflection

Small Deflection

直接使用结果

通常注塑成形中,大多数产品变形都未屈服,使用Small Deflection 进行模拟分析。 当发生屈服变形时,材料的内部组织及性能也会发生变化。

最佳分析序列 最佳分析序列
我们可以按下列两种不同的序列分析到翘曲: ?Cool - Flow - Warp (CFW) –冷却分析假设模具的初始化温度为料温,所有元素的 初始化温度也是料温。 –假设注射时间相对于循环时间来说非常短,在冷却分 析初始化时可以忽略。 ?Flow - Cool - Flow - Warp (FCFW) –冷却分析采用料到达此元素时的即时温度做为初始的 料温 –即时温度是用假设的恒定及统一的模温计算出来的

最佳分析序列 最佳分析序列
哪个序列是最佳的分析序列?
?FCFW 在流动分析的初始时假设恒定的模温 ?CFW 假设冷却分析时的初始料温为常温 ?对于翘曲的预测,假设恒定的料温比假设恒定模 温预测的更精确

–因此CFW 是首选的运行序列

适用模型 适用模型
不同的网格类型所能进行的翘曲分析类型也不一样,如下表所示:

分析类 型 网格类型 Midplane Fusion 3D Buckling

Warpage Small Large Automatic

变形翘曲原因 变形翘曲原因
变形翘曲的原因主要有三个方面: 冷却不均 收缩不均 纤维取向

每种因素所产生的翘曲方向及大小都是不一样的,按照分析结果有针对 性的进行优化调整。

冷 却 不 均 冷 却 不 均
塑料在冷却过程中的收缩比率跟材料的冷却速度相关:冷却速度快,材 料收缩率较小;冷却速度慢,材料收缩大。此处冷却不均是指产品厚度方向 上不同层之间的温度差。 高温 低温 低温 高温 高温 低温 低温 高温 下表面收缩大于上表 面,产品中间上凸 上表面收缩大于下表 面,产品中间下凹

产品内外表面的冷却不均,导致产品产生翘曲,减小此翘曲的方法是使 公母模的冷却均匀,解决方法: 调整冷却水管排布 调整冷却液温度 在积热的地方加强冷却

收 缩 不 均 收 缩 不 均
产品不同区域的收缩大小不一,所以不同区域之间产生内应力,致使产 品产生翘曲。

中间收缩大于四周,产生马鞍形翘曲。

产品各区域收缩不均导致变形, 解决方法: 调整保压曲线 修改产品设计 改变冷却也影响收缩

四周收缩大于中间,中间下凹或凸起。

纤 维 因 素 纤 维 因 素
塑料分子 收缩较大

塑料分子为长链状,在高温状 态下,沿分子链方向可以弹性收缩 ,所以沿分子链方向比垂直方向收 缩要大; 玻纤是刚性的无机物,在纤维 方向几乎是不可收缩的,纤维和纤 维之间的收缩较大。

纤维

收缩较大

由于在塑料中加入纤维,使材料的收缩特性发生改变,纤维的取向对产品 的翘曲影响很大,纤维一般按流动方向取向,解决方法(改变纤维的取向): 更换浇口位置 修改产品设计

问题解答 问题解答

问题解答 问题解答

做分析报告 做分析报告
Report菜单
– New Report

为一个以上的study做报告 为一个以上的study做报告
在Available Studies窗口中选择需要的study
– 点击Add

包含在报告中的结果 包含在报告中的结果
在下拉菜单中选择Study 选择要包含的结果
– 点击Add

格式化报告 格式化报告
报告输出范本 封页 Report Item details
– – – – Screenshot Animation Text 在报告中的位置

Generate生成该报告

浏览报告 浏览报告
Report菜单 > View in browser
– 首选的internet browser可以在Preferences中设置

练习 练习
在两种不同的study上创建及浏览报告

问题解答 问题解答

Moldflow Analysis Report

Bundefl-Mini
2004.08













ASA+PC Geloy XP4025 : GE Plastics (USA) VI(300)91
1. 熔融密度 2. 固体密度 3. 顶出温度 4. 建议模温 5. 建议料温 6. 裂解温度 1.018000 g/cu.cm 1.150000 g/cu.cm 102.0 deg.C 63.0 deg.C 263.0 deg.C 311.0 deg.C

OCT-08-2002
254.0 deg.C 271.0 deg.C 54.0 deg.C 71.0 deg.C 50000.00 1/s 0.30 MPa

因材料库种无客户指定的Geloy HRA170,故选用物性相似的料替代分析
7. 最小料温 8. 最大料温 9. 最小模温 10. 最大模温 11.允许最大剪切率 12.允许最大剪切力

PVT曲线 粘度模型

产 品 介 绍
127.5mm

产品肉厚分布均匀,基本肉厚1.5mm。

140.5mm

140.5mm

外型尺寸(mm)

肉厚分布(mm)

浇 注 系 统 设 计 Cold gate

Cold runner

Cold Sprue Φ2~5 mm

冷流道,两板模,尺寸参考客户提供档案。













Φ10mm

冷却系统按照客户提供档案构建。共5根水路。

基 本 成 型 條 件
充填条件 :
模温 : ?溫 : 充填时间 : 充填速率 : 63.00 deg.C 263.00 deg.C 1.14 sec 65.90 cm?3/s
44.07
2 6 t(s)

保压曲线 :
P(MPa)

124.86

总投影面积:125.9190 cm^2

冷却条件:
冷却水温(母模) 53 deg.C

分 析 说 明 根据客户提供的资料,对成品进行CAE分析,主要想了 解是否存在充填困难及变形问题。 因客户未提供相关尺寸的公差要求,故此次分析没有提 供缩水率方面的结果。

充填时间
注射时间1.14秒,流动平 衡,肉厚较薄区域未出 现明显滞留。

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浇口充填体积
该结果反映每个浇口所 充填的体积,由图示 知,三个浇口充填体积 一样。

产品表面温度分布(BOTTOM)
成品公模侧表面温度大 部分区域分布较均匀。

注射压力
最 大 注 射 压 力 为 146.9Mpa, 压 力 较 大 。 其中流道压力损失67Mpa。

波前温度分布

波前温度在成品上分布 均匀。

接合线

成品主要接合线位置如图 红色圈示处。因接合线处 波前温度较高,故接合线 可能会不明显。

包气分布
包气位置如图紫色小球 所示,易排除。

此处应无包气现象

体积收缩率
成品体积收缩不均匀。

凹痕指数
成品表面缩痕如图所 示,数值较大,成型 时需注意。

凝固层百分比
3.2sec 5.1sec 6.0sec

浇口凝固 7.1sec 13.3sec

由成品凝固层图可知, 浇口凝固较晚,保压效 果较好。但由于流道尺 寸较大,凝固时间较 长,可能会加长成型周 期。
成品凝固 流道凝固

凝固层动态图

全屏播放动画

产品表面温度分布(TOP)
成品母模侧表面温度大 部分区域分布较均匀。 圈示处冷却效果较差。

产品表面温度分布(BOTTOM)
成品公模侧表面温度大 部分区域分布较均匀。

注射压力及锁模力变化

Max.: 161.6 ton

注射压力变化,最大注射压力146.9Mpa。

锁模力变化,最大锁模力72Ton。

总变形

母模侧视角

公模侧视角

成品总的变形趋势图如上所示(放大了30倍)。





由分析结果知: 成品充填平衡且流动状况较好,没有明显滞留现象。 注射压力较大,实际成型可适当提高注射速度来降低注射压力。 成品顶部(靠近浇口一端)的变形较大,成品底部变形较小。

浇口设计 浇口设计

浇口型式 浇口型式
手工剪除
– – – – – – – Edge边门浇口 Tab翼状浇口 Sprue直接浇口 Diaphragm膜式浇口 Ring环状浇口 Fan扇形浇口 Flash膜片浇口

自动剪除
– – – – – Submarine潜伏式浇口 Cashew牛角式浇口 Pin针点浇口 Hot drop热流道浇口 Valve阀浇口

边门浇口 边门浇口
最常用的手工剪除的浇口 一般厚度为产品壁厚的50% 到75% 可以是等厚度或锥形厚度 以两个节点的beam element 建构 Edge Gate

翼状浇口 翼状浇口
与边门浇口相似 与产品相接的浇口部分变 为翼状 用来降低产品里的剪切应 力
– 以翼状减缓应力
Tab Gate

Tab Gate

直接浇口 直接浇口
注道直接连到产品上 其大小由注道的大小决定 以beam element建构 有大而明显的浇口痕迹

Sprue Gate

膜式浇口 膜式浇口
以膜式浇口作为圆柱状产 品的内径 通常有一段薄的区域与产 品相连 以shell elements建构
Gate Land

Diaphragm Gate

环状浇口 环状浇口
象一个膜式浇口但位于产 品的外侧 不推荐使用
– 很难得到均一的流动

以beams或shells建构

Ring Gate

扇形浇口 扇形浇口
很宽的边门浇口 可获得一个平缓的流动波前 来进入产品(平衡流动) 一般以beams或shells建构

Fan Gate

膜片浇口 膜片浇口
与环状浇口和扇形浇口相似 设计来获得一个平缓的流动 波前进入产品
– 其实难以获得

不推荐使用 以beams或shells建构

Flash Gate

潜伏式浇口 潜伏式浇口
在分模线下与产品相交的 圆锥状浇口 很常用 一般小端直径为相接产品 厚度的25%到75%

Parting Line

Submarine Gate

牛角式浇口 牛角式浇口
弯曲状的隧道浇口 很难加工 可能存在维护问题

Cashew Gate

针点浇口 针点浇口
使用在三板模上 入口很小 以beams建构 一般入口直径为0.25到1.5 mm

Pin Gate

热流道浇口 热流道浇口
直接传送热熔塑料到模穴中 浇口形式和大小依赖于热流 道的形式 入口尺寸可能是很关键的, 所以喷嘴不能流口水 以beams建构
流体通道

Hot drop

浇口可依热流道的形式和 用法而变宽

阀浇口 阀浇口
与一般热流道浇口相似, 但浇口入口以一根阀针来 封闭住 在循环周期中阀针可能开 闭好几次 以beams建构
Valve pin

Valve Gate

用在浇口上的Elements 用在浇口上的Elements
浇口应至少由三个element构成,以能准确地模拟以下 的项目
– Gate freeze time – Shear rate – Pressure

浇口尺寸确定 浇口尺寸确定
应以shear rate数据为指 导来确定浇口的尺寸 可在材料数据库里找得 到shear rate的大小

浇口尺寸确定 浇口尺寸确定
保持浇口处的shear rate低于材料的限制值 如果浇口的几何允许的话,最好降低shear rate到20,000 1/sec左右
– 比较大的浇口如边门、扇形及膜片等浇口是很容易做到的 – 对潜伏浇口和热流道浇口是比较困难的 – 对针点浇口则是不可能的

问题解答 问题解答

流道设计 流道设计

流道排布 流道排布
两种常用的排布形式
– 交叉式(人工平衡) – 几何平衡式(自然平衡)

标准流道尺寸 标准流道尺寸
标准流道的尺寸依赖于材料的不同而变化 确定流道尺寸大小的几个可用资源
– Moldflow技术网站Plasticzone上的Knowledge Zone – 材料供应商 – 参考书

可得到一个较宽的典型流道尺寸范围

流道尺寸 流道尺寸
依赖于
– 流道长度 – 材料粘度(viscosity) – 成型产品需要的压力

没有经过分析的流道经常比所需要的大,由此造成以下的 浪费
– 材料 – 周期时间 – 金钱!!!

典型流道尺寸范围 典型流道尺寸范围
Diameter mm inch ABS, SAN 5.0-10.0 3/16-3/8 Acetal 3.0-10.0 1/8-3/8 Acrylic 8.0-10.0 5/16-3/8 Nylon 2.0-10.0 1/4-3/8 Polycarbonate 5.0-10.0 3/16-3/8 Material Diameter mm inch PET 3.0-8.0 1/8-5/16 Polyethylene 2.0-10.0 1/16-3/8 Polypropylene 5.0-10.0 3/16-3/8 Polystyrene 3.0-10 1/8-3/8 PVC 6.0-16 1/4-5/8 Material

流道建构案例 流道建构案例
Wear cap
– Cavity duplication wizard – Runner Creation Wizard

Snap cover
– 手动cavity复制 – 手动浇注系统建构 – 使用occurrence numbers

建构Wear Cap 建构Wear Cap
打开档案Wear Cap
– 浇口位置已定好

使用Cavity Duplication Wizard 使用Runner System Wizard Gate

复制Cavity 复制Cavity
8 cavities 2 rows Column spacing 50 Row Spacing 60

创建Runner 创建Runner
点Center of mold来确 定sprue位置

点Gate Plane来确定 parting plane Z 位置

将使用Edge gates

创建Runner 创建Runner
键入有关Sprue的数据
(该case将使用一个标准 的sprue)

键入有关Runner的数据

创建Runner 创建Runner
键入有关Gate的数据
注:当前的wizard是为sub gates作设置的。为建构一 个edge gate,分模面必须 设置到浇口平面上,此时 角度键入0? 。实际的gate land尺寸亦要键入。下一 步将是设定正确的浇口型 式和尺寸。

定义浇口大小 定义浇口大小

将选取的浇口放大,按鼠标右键选择properties,设定其形状 和尺寸。

建构Snap Cover 建构Snap Cover
打开档案Snap Cover
– 浇口位置已定好

手动建构浇注系统及复制cavity 为对称模穴指定occurrence number

指定产品的Occurrence Number 指定产品的Occurrence Number
框选整个产品 按鼠标右键选择Properties 对列示的所有properties指定 occurrence number为4 也就是说设定整个产品的出 现次数为4

创建Gate 创建Gate
将进浇位置放大 删除进浇点 为该浇口创建一条curve线,
– Relative 0, -3.175, –3.175 – 设定Create as为Cold gate
? Round, 1 mm 25? ? Occurrence 4

Generate mesh
– Global edge length 1.5 mm

重新命名新层为
– Gate Beams – Gate nodes

创建Runner 创建Runner
建立叫runner的新层 以offset为runner的端点建立 一个node
– 浇口端点的Base Coordinate – Offset Vector: 0, –36.825, 0

Create Beams
– 设定Create as
? Circle, 5 mm dia. Occur 4

为该runner做9个element 设定正确的形状、尺寸和 occurrence number (4)
注:可用两种方法创建beams,首先建 立regions再meshing,或者先建立两端 的node再直接创建beams。第一种方法 对锥形的几何体是最好的,因为可以使 每一个element得到正确的尺寸。

拷贝Model 拷贝Model
框选整个model Translate
– Vector 75 – Copy 1

创建原始的Runner 创建原始的Runner
Create Beams
– 设定Create as
? Circle, 5 mm dia. Occur 2

– 为 二 级 runner 创 建 10个 element – 为 sprue 创 建 5 个 element

创建Sprue 创建Sprue
为sprue的顶点建立node Create Curve
– 第一个coordinate是sprue顶 点node的坐标

设定Create as
– Sprue – Orifice 5.56 mm – Taper 2.38?

以6 mm的长度做mesh

设定Injection Location 设定Injection Location

保存完成的Model 保存完成的Model
以下列名字Save
– Snap Cover 2 cav

问题解答 问题解答


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