1、MoldFlow2010使用經(jīng)驗,一、概述,分析流程,一、概述,分析流程,估計目前Moldflow軟件還是屬單cpu運行的軟件，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)核也可以多開幾個窗口，幾個方案一起分析,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)計者在產(chǎn)品初始設(shè)計階段就注意到產(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

2、氣、流動時間、壓力和溫度分布的準確信息。The Moldflow Mold Adviser( 模具顧問)它可以設(shè)計澆注系統(tǒng)并進行澆注系統(tǒng)平衡、可以計算注塑周期、鎖模力和注射體積?？梢越涡颓幌到y(tǒng)或多型腔系統(tǒng)模具。 Mold Adviser ( Part Adviser 的升級產(chǎn)品)主要特征和優(yōu)點:分析主流道、分流道和澆口 計算注塑周期、鎖模力、注塑量 自動幾何造型工具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)

3、過程而設(shè)計的。MPX提供非常實用的功能如自動試模、工藝優(yōu)化、制件質(zhì)量的自動監(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，算法進行了簡化，分析速度快。MPA的結(jié)果準確性還可以，與MPI基本上一致，只是少一點而已。 mpa(moldflow plastics advisers)包括了part advisers 和 mold advisers

4、兩部分提供注塑成型過程中的分析。可提供如下分析。 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 縮痕分析 成本顧問 等分析項。由于沒有冷卻的支持部分分析結(jié)果和實際有較大出入。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。由于需對模型進行有限元網(wǎng)格的處理。對于復(fù)雜的產(chǎn)品前期處理會較麻煩一些。 在分析結(jié)果上。不僅提供了各

5、相與冷卻相對應(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、模具設(shè)計、工藝等具有重要參考價值的數(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)的注塑流動模擬軟件應(yīng)用的時間最長、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)國家重點試驗室的HSCAEF3.0軟件

6、。實踐表明，基于中面流技術(shù)的注塑成型流動軟件在應(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體/表面模型構(gòu)造中面模型十分困難；(2)獨立開發(fā)的注塑成型流動模擬軟件(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大量的時間；(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

7、，采用實體/表面模型來取代中面模型勢在必然，在20世紀90年代后期基于雙面流技術(shù)的流動模擬軟件便應(yīng)運而生。,簡單的辦法，導(dǎo)入MOLDFLOW用FUSION格式，在FUSION下進行簡單處理后，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(流動方向)與一維有限差分(厚度方向)的耦合算法。三維流動模擬一直是當(dāng)今塑料注射成型領(lǐng)域中的研究熱點，其技術(shù)難點多、經(jīng)歷實踐考驗的時間短、計算量巨大、計算時間過長與中面流技術(shù)的簡明、久經(jīng)考驗。計算量小、即算即得形成了鮮明的反差。在三維流動模擬技術(shù)舉步

8、維艱的時刻，一種既保留中面流全部技術(shù)特點又基于實體/表面技術(shù)模型的注塑流動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)國家重點實驗室的HSCAE 3DRF5.0 ，稱為三維真實感注塑成型流動分析系統(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)進行不同，厚度方向上的有限差分僅在表面內(nèi)側(cè)進行。在流動過程中上下兩表面的塑料熔體同時并且協(xié)調(diào)的流動，其模擬過程如圖2所示。顯然，雙面流技術(shù)所應(yīng)用的

9、原理與方法與中面流沒有本質(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，將沿中面流動的單股熔體演變?yōu)檠厣舷卤砻鎱f(xié)調(diào)流動的雙股流。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)表面的熔體流動前沿所存在的差別控制在工程上所允許的范圍內(nèi)是實施雙面流技術(shù)的難點所在。目前基于雙面流技術(shù)的注塑流動模擬軟件主要是接受三維實體/表面模型的STL文件格式。該格式記錄的是三維實體表面在經(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/

10、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(zhuǎn)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(dān)、降低了對用戶的技術(shù)要求，對用戶的培訓(xùn)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(shù)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(shù)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(shù)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

11、流動，在厚度方向上未作任何處理，缺乏真實感。當(dāng)在透明的模具型腔內(nèi)作注塑流動時該缺點便暴露無遺。,一、概述,分析流程,實體流技術(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(實體流)過渡的手段。要實現(xiàn)塑料注射制品的虛擬制造，必須依靠實體流技術(shù)。實體流技術(shù)在實現(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，由于制品的厚度遠小于其他兩個方向(常稱流動方向)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度方向的

12、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。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(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。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

13、的虛擬制造是將制品設(shè)計與模具設(shè)計緊密結(jié)合在一起的協(xié)同設(shè)計，追求的是高質(zhì)量、低成本和短周期。如何縮短實體流技術(shù)的運行時間是當(dāng)前注塑成型計算機模擬領(lǐng)域的研究熱點和當(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模擬軟件會在近兩年內(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

14、變量 : UF_MF_PA_PATH=(Moldflow安裝目錄)Moldflow Plastics Advisers 6.0bin 啟動UG-Application-Moldflow Part Adviser-選擇實體-有License錯誤提示- OK兩次即可使用MPA,一、前處理運算速度設(shè)置,分析流程,在Job Manager設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級（默認為低，推薦設(shè)定雙核為high，單核為normal，不容易死機），讓計算機全力計算，相當(dāng)任務(wù)管理器設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級,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)（實體網(wǎng)格）,一般導(dǎo)入

15、模型使用STL， 可以使用IGS，劃分網(wǎng)格精度0.01，是stl模型劃分網(wǎng)格時間的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一般會推薦一個網(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、圓弧及其他細節(jié)MPI會自動調(diào)小邊長 IGES merge tolerance（合并容差）：導(dǎo)入文件為IGES時，默認為0.01mm,一、前處理劃分網(wǎng)格,分析流程,Mesh Cont

16、rol網(wǎng)格控制 Post procession（后處理）Match mesh（網(wǎng)格匹配）：針對Fusion模型，匹配兩個對應(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)省分析時間,一、前處理網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計,分析流程,Entity counts：實體個數(shù) Surface triangles：三角單元個數(shù) Nodes：節(jié)點個數(shù) Beams：一維單元個數(shù)

17、Connectivity regions：連通域的個數(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

18、0 Duplicate 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,分析流程,針對Fusion模型，必須滿足以下原則： Connectivity regions（聯(lián)通域）的個數(shù)應(yīng)該為1 Free edges（自由邊）和Non-mainfil

19、d edges（非交疊邊）個數(shù)應(yīng)為0 Elements not oriented（非定向的單元）應(yīng)為0 Element intersections（交叉單元）個數(shù)應(yīng)為0 Fully overlapping elements（完全重疊單元）個數(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）個數(shù)應(yīng)為0,一、前處理,分析流程,配對原則,Moldflow分析

20、的時候需要比較高的配對比才能進行分析，特別是對于翹曲分析。不知道分析的時候真正需要的是進行單元配對還是節(jié)點配對。 只有FUSION才有配對，好象配對的是節(jié)點,好象事后調(diào)整是不可能的,我覺得remesh的時候應(yīng)該會再次配對的,可是節(jié)點都有變動，影響配對，修正網(wǎng)格時盡量不要增加和減少節(jié)點,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

21、范圍1.16，即等邊三角直線 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）：等效刪除單元 Swap Edge（交換公共邊）：改變2個三角單元的公共邊方向 Remesh Ar

22、ea（重劃分網(wǎng)格）：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）：等效增加單元 Move Nodes（移動節(jié)點）：更改縱橫比 Align Nodes（排列節(jié)點）：選中頭尾2節(jié)點，再選中間節(jié)點排列在頭尾節(jié)點的直線上 Smooth Nodes（平滑節(jié)點）：得到更均布網(wǎng)格，有利計算 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）：清除刪除單元后多余節(jié)點 Orient Elements（單元定向）：改變?nèi)菃卧ㄏ?Orient All（全部單元定向）：實施全體統(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 Tas