1、Moldflow CAE分析经验和原理整理MOLDFLOW 绝对原创:Moldflow CAE分析经验与原理整理(自己总结)。 复制链接huangpanjiayou头像huangpanjiayou本版等级总等级帖子数22个人空间1#字体大小: 发表于 2012-12-18 13:05 |只瞧楼主前面有陆续发过一些有关moldflow分析的经验总结,现在将我刚开始学习moldflow软件时总结整理的东西分享给大家,文档内容主要来自Moldflow 设计指南、先进塑胶成型技术论坛、自己经验的总结等,一共28页,150个经验分享,其中肯定会有部分内容存在表述不清或不准确的地方,大家可择其善者而从之,
2、其不善者而改之。该文档主要作技术交流学习用,不要做商业用途。其实关于moldflow还有一些比较高级的研究方向,限于某种原因,不方便发出。这也就是我发的有关moldflow或模具成型方面的最后一贴,后续精力主要用于其它仿真软件的学习与应用。骐骥一跃,不能十步;驽马十驾,功在不舍。技术就就是这样,需老老实实的学习探索,才能渐入佳境,最后海阔天空。1、FUSION的corner effects就是为了计算因产品存在明显拐角而在模内对产品产生的应力,就是为了计算变形用的,而不就是充填,至少5倍壁厚,这个就是不能忽略的,并不就是每个带折边的产品都要选corner effects,有时甚至会带来负面效果
3、。的确有时就是否选Corner Effect比较难把握,5倍以上壁厚的深度就是基本的。 Corner Effect就是针对Fusion与Midplane这样2、5D求解器的,因为它们不能考虑厚度方向的应力,但3D就可以考虑三维的应力。故在无法把握Corner Effect时,可以考虑用3D来直接分析。2、模流分析与实际成型压力相差较大很正常。首先要了解您瞧到的成型压力就是在哪里得到的。就是成型条件表上的,还就是成型机监测页面的？ MF分析压力仅仅就是sprue处的压力,与实际成型压力存在差异很正常。3、高温蒸汽加热水冷却的方式可以实现无痕注塑,现在市面有卖无痕注塑的液晶电视产品。有孔就肯定会熔
4、接,但就是能控制角度的话强度会好很多。关键就是这个汇合角度的控制,不太容易。4、3D变形分析要注意算法的设置,网格聚合选项在3D WARP分析的参数设置页。对于矮胖形产品(宽厚比小于1:4)时选择网格聚合以节省分析时间,对于薄壁产品则不适合选用网格聚合。5、流动+收缩分析:在选材料的时候,先查瞧一下材料的收缩选项中就是否有测试。6、igs就是通用格式转换文件,STL就是表面模型文件,都能直接读入到mf中,STL划分的网格质量比igs差,模型容易失真,但就是igs文件如果原始系统精度较高的话导入后自由边会比较多,最好的方法就是将igs导到cad doctor里转换一下内核,直接输出udm格式的文
5、件好些。7、理论上,纯的变形值Moldflow计算值材料收缩值。材料收缩这一项很不好确定,非常多的影响因素,特别就是玻纤增强材料。8、Midplane,fusion,3D就是moldflow分析所涉及的3中模型。midplane与fusion本质相同,适用于薄壁产品。midplane抽取产品的中性面进行分析,网格处理工作量大,且对于有些产品,抽取中性面甚至就是不可能的。fusion则采用产品外表面作为分析模型,处理起来比较方便,但对匹配率有要求。3d用3维四面体单元作为基本分析单元,适合厚壁或者壁厚变化较大的产品,但对计算机的要求要高些,详细内容见moldflow的帮助文件。9、玻纤取向就是指
6、加玻纤的材料在剪切作用时排布,玻纤取向的差异化一般也就是加玻纤材料翘曲的主要因素,分子取向通常指高分子链在剪切作用下的排布。大家也可以瞧到moldflow分析之后一般不加玻纤材料翘曲值这个选项就是o,很小很小。玻纤取向与分子取向与流动方向不就是一个概念,下面我发表下自己对这个概念的理解:分子取向就是指所有高分子材料的分子链结构,在熔体的流动停止以前,由于流动剪切应力的作用而发生的定向,改变原分子无规则运动,这个过程称之为分子的取向。由于模腔表面剪切应力较大,芯部剪切应力较小,因此分子取向也就是有一个梯度的。另外随着充模的完成,熔体流动也将停止,原来沿流动取向的高分子链此时又会由于热运动作用开始
7、无规则运动,但由于冷却速度很快,无规则运动只进行一半就停止了,另一部分则被冻结在材料中,在高分子科学中称之为残余取向,这部分残余取向最终会发生松弛,并形成翘曲。由上可知,压力才就是形成取向的根本原因,温度使取向发生松弛,流动只就是提供剪切应力,它就是产生取向的直接原因,流动并不能完全表示取向,因为流动停止后,取向仍在继续,并将千变万化。取向在高分子科学中用取向度karman函数定义表示,它就是时空域的标量函数f(x,y,z,t),它与普通双折射实验的双折射度成正比。10、MPI里面的熔合线计算的方式就是角度。前面都已经回答了,MPI里计算熔接线就是以角度,不就是以温度,您调整温度,对熔接线结果
8、的显示位置、长短就是没有影响的。 KINGLHW说的就是结果的叠加,就就是结果显示的就是角度大小多少,还就是温度高低,就跟填充图就是以云图显示,还就是以等值线显示一样,在结果的属性里调整。11、后结晶问题(对于本例可能内侧模温高初始结晶大收缩大向内翘,外侧模温低初始结晶不充分后结晶大致使反翘。当然不排除顶出应力的叠加作用,待考察),改善的目标可以围绕成型时充分结晶减少后结晶来考虑,模温的均匀以及适当高可以使结晶充分而均匀。MF目前还不能考虑后结晶,处在研发阶段,最新2012版本可考虑后结晶。12、flow中的time to freeze与cool 中的 time to freeze 有何区别,
9、分别为: flow中的time to freeze、 cool中的time to freeze ,她们都各不一样！估计产品的成型周期就是瞧那个结果呢？还有她们有什么区别？这个问题在以前的帖子讲过了,冷却分析就是一个静态的结果,不考虑后续熔胶的热补充。填充分析则就是动态的分析结果,考虑了热补充,时间会更长些,故填充分析得到的冷却时间更接近实际。13、MOLD FLOW 可以用来分析热固性塑料不?完全可以,选择Reactive Molding,不同之处为工艺条件设定不一样。14、超薄件需要高速高压,分析时需要考虑粘度的压力依赖性,Cross-WLF 的D3系数应该考虑。超薄件要考虑的因素比一般注塑
10、要多: 1、剪切热很大,超过50; 2、热传导急剧; 3、由于速度很快,有粘滑运动; 4、粘度的压力依赖型。 目前3D SIGMA与3D TIMON就是做超薄流动分析最好的软件。15、3D SIGMA就是德国的与Moldflow一样的模流分析软件,与铸造CAE软件MAGMA就是同一家公司。 3D TIMON就是日本的与Moldflow一样的模流分析软件,东家就是TORAY与TOYOTA汽车。 这两款软件3D的功能很强大,特别就是SIGMA,其3D的分析就是所有模流软件中最强大的。16、楼主说的不能重新划分移动过的beam,我理解就是这样的。比如您建立了一个带有锥度的流道,之后可以通过右键属性来
11、改变整个流道的尺寸。但就是当您移动了她之后,您再右键属性的时候,就已经不能对整条流道进行修改了,而只就是对每一段beam进行修改。造成这个的原因就是,移动的时候,您只移动了beam本身,而没有把属于它的带有属性的线一起移动。线与beam分开了,就无法对整条流道进行修改了。解决方法就就是要把beam与她的中心线一起移动。17、小弟愚见:缩有痕深度0、03mm以下在安全范围内。缩痕深度的分析结果准确性,与型腔压力的准确建立密切相关,建议LZ尽可能使用矫正过C1,C2,D3的材料,并且确保流道尺寸与3D一致,确认试模射出保压曲线与分析的一致性。从某种意义上来说,即便条件限制,不能作上述拟合确认,只要
12、LZ不使用偏激的射胶保压曲线图,留出宽阔的分析窗口,实际便一定可以做到。小弟经常瞧到现场试模参数表,其中错误百出,LZ必要时请对此表示怀疑,并亲自动手证明之。18、fengyifei研究的报告非常精彩,但只就是提给一些建议,希望研究能深入研究下去: 1、对于结晶性材料(不加玻纤),就是以收缩为主,所以应从从收缩的角度讨论; 2、对于无定性材料比如ABS或加玻纤材料,取向的影响应考虑,薄的Rib取向比较大; 3、薄的Rib结构刚性会减弱,但增加深度可以增加Part的整体刚性,但内应力会加大,所以可以考虑深度的影响。19、光影MOLDFLOW分析不好的。通常光影都出现在浇口背面,顶针背面这些特定的
13、地方,设计时注意开设浇口方式,并将顶针部分加咬花处理下,另外注意注塑工艺的调整就就是了,这就是个很难缠的问题,很难通过软件来解决的。20、优化纵横比选项。用来优化那些有很多圆角与表面曲率比较大的模型的。第一个会根据模型局部表面曲率自动调整网格大小,从而尽可能划出比较规则的等边三角形来减小纵横比。第二个就是在一些模型边界比较密集的地方采用尽可能多的网格来表达模型特征。简单点说这两个都就是可以起到局部网格加密作用的。但不建议使用,首先就是分析时间会显著增长,其次出来的网格质量也并不一定好。这两个选项的启用主要就是针对划Fusion然后转3D的,保证局部位置网格的密度。如果仅仅就是Fusion建议一
14、般不要采用。另优化纵横比最好的方法就是用CAD Doctor简化特征。21、我在冷却分析时,分析结果显示由保压引起的翘曲变形就是主要的因素,请问应该怎么样通过调节保压来减小翘曲变形量？主要通过控制体积收缩率来调节翘曲变形,即保证体积收缩尽可能均匀:1、浇口位置,流动的平衡很重要,可以确保保压的均衡性;2、壁厚尽可能均匀化(结晶材料更为重要);3、保压工艺的优化,合理的分级保压促使填充末端与浇口位置的收缩趋于一致。个人一点认识体积收缩图的观察不可单单瞧整体就是否均匀,更要瞧一些关键特征的体积收缩与整体的收缩差异,这个就是很重要的,比如裙边,比如加强筋。22、未做残余应力校正(CRIMS)的材料不
15、能进行收缩分析的,请选择经CRIMS后的材料来分析23、管道表面属性设置。如果就是水管的话,就不用调动,如果就是隔水片,两根线都调为0、5,因为隔水片相当于就是把一根水管分为2部分了,所以每部分的热传导系数都为0、5,如果就是喷泉,就将内部的热传导系数调为0,外部的调为1。因为喷泉内部就是不考虑与模具有热交换的,所以设为0,而外部就是以整个圆管的形式与模具接触,所以为1。软件里暂不考虑内部管与外部管的热交换。24、流长比只就是个参考,没有定数的。每款产品,每个工艺,都会有不同的流长比。假设您拿块平板做实验,给定壁厚,找出一个最大流动长度,可就是当您温度一变,压力一变,您之前找出的数值也就跟着变
16、了。所以不要刻意去寻找这个具体的数值,试图拿moldflow来模拟这个数值更就是不可取的,心中有个大概就好。25、两股料流相遇了,但由于其中一股料流压力较大,会推动另一股料流使其发生逆向的流动,即潜流。若两股熔料在交汇处的性质差异较大,占优势的熔胶波前会推挤弱势的熔胶波前,使熔接痕发生移位现象。在靠近模壁侧,塑料熔体率先固化,表面形成的熔接痕就定型不变;在远离模壁的中央,内部塑料尚未完全固化,弱势熔体会因为强势流动波前的推挤作用,造成内部缝合面发生位移。这种因为内部熔胶流动造成的熔接痕或熔接面移位现象,称作潜流效应。26、为何Fusion的Edge厚度设定为邻接厚度的75%？Moldflow在
17、利用Edge的厚度时其实不一定都就是75;Flow、Fiber分析就是按75求解;Warp分析就是按1/6来求解,这就是基于数值评估的,属于算法内部考虑的内容,鉴于商业机密,Moldflow并不告诉真实的用意。Cool分析采用的就是BEM边界元法,不需要考虑Edge的厚度。FUSION模型在计算时不考虑侧边散热,而实际上侧边就是有散热的。我推测可能就是标识出相应的单元,在内部算法中区别与侧边相邻的单元与内部单元,用较小的厚度以补偿侧边的散热效果。请各位指正。如果就是球体,请不要使用fusion模型,因为fusion模型里面的算法采用的就是Hele-shaw数学模型,适用于薄壁产品。球体应采用3
18、D分析。27、金属嵌件预热有时候就是很必要的,可远不止这点好处对于金属与塑料的结合就是很关键的。如果不预热,有时候接得不好,产品应力大,力学性能差主要原因就是金属与塑料两种材料的性能差异,如金属的收缩与塑料差很远,热性能与塑料也差很远。把浇口移到厚位置还就是有气泡,可能因为浇口的尺寸相对于壁厚来说较小,冷得快。还就是无法消除气泡 adao老师推荐的低保压办法,应该有一定用处。不过这个产品就是透明料,难度较大低保压对于产品的内部效果不错,但就是似乎对于外观的保证要差一些如果就是非透明件,为了顾及外观,先就是要高保压,等外面有了足够厚的冷却层,不会被拉塌,再降低保压压力,这样就可以保证外观这个时候
19、往往内部有缩孔。28、Moldflow计算翘曲时采用的In-Cavity Residual Stress指的就是假设产品产品一直冷却到室温才脱模时形成的总残余应力。脱模后,由于内应力的作用,制件就会收缩;如果内应力分布不均,制件将发生翘曲变形。翘曲的产生并不意味着内应力的消失,而就是指制件内部不同位置的应力分布达到了一种平衡状态。随着外界条件(温度、腐蚀等)的变化,翘曲将发生变化,制件将达到一种新的应力平衡状态。 Moldflow的翘曲计算法则:这里采用adao的观点,MID与Fusion计算翘曲就是采用残余应力的理论模型,由于理论应力往往与真实应力有差距,Moldflow采用CRIMS,也就
20、就是实际收缩的校正,改善翘曲量甚至趋势。 3D计算翘曲的模式采用的就是CTE热膨胀系数来计算应变获得最终的翘曲变形,所以要使3D翘曲准确,CTE必须准确。在线性模式下,应力与应变就是一一对应关系的,也就就是说3D的应变计算出来也就就是应力也计算出来了。Moldflow 3D实际上就是有Stress结果的,比如双折射就就是用3D应力结果。 对此,我有一个疑问: 3D模型根据CTE计算翘曲变形,而收缩不均、冷却不均以及分子取向就是翘曲变形的诱因。我觉得材料的CTE特性只对体积收缩量的计算有意义。因此,3D模型的翘曲计算只能体现收缩不均这一项。而且,体积收缩与翘曲变形的关系很模糊,Moldflow就
21、是如何根据体积收缩推导出翘曲变形的呢？首先,Moldflow先计算冷却到室温而制品不收缩变形的应力,这就是合理的,因为产品脱模后还要冷却,当然还要收缩。由于应力与应变本身在线性范围内就是对等关系,所以先折算为应力在理论上就是正确的。 In-Cavity Residual Stress实际意义当然也有,它也与最终残余应力有对应关系(就与Shear Stress有对应关系一样),可以用来评估整体应力分布与水平,比如应力痕、开裂等。这涉及到Moldflow标准化应用的方法问题,请参考有关资料。不管Moldflow如何分翘曲原因,归根结底还就是收缩,翘曲的第一原因为Shrinkage指的就就是体积收缩
22、这与PVT以及结晶相关,只有量的分布;冷却原因指的就是上下面的温差造成的收缩弯曲效应;而取向指的就是收缩的方向,不改变实际体积收缩量,只改变在不同方向的线性收缩。关于CRIMS的作用,就是修正一些理论模型目前为止还不能解决的问题:1、比如提到的应力松弛的问题; 2、分子取向的微观问题; 3、各种工艺条件敏感性问题,比如冷却快慢其PVT曲线就是有差异的; 4、结晶性材料的微观结晶问题。这些问题用试验的数据予以校正就是目前比较可行的方法,依据CRIMS的测试方法,样品就是在7天之后比较稳定状态测试的,所以CRIMS可以考虑到后变形问题。In-Cavity Residual Stress指的就是假设
23、产品产品一直冷却到室温才脱模时形成的总残余应力。但就是它没考虑模芯对产品的约束作用吧? 在没开模前,产品的应力就是不就是会释放掉部分呢? 这难道就就是CRIMS的作用不?线性收缩有三个垂直方向,典型就是壁厚方向与平面方向,其大小一般为体积收缩的1/3。 取向改变的就是收缩的形状,比如流动方向与垂直方向收缩大小不一样(合成的体积收缩不变),也会发生形状的改变,从而翘曲发生。体积收缩原因指的就是各区域体积收缩的一致性,主要参考“脱模时的体积收缩”,而取向指的就是本区域收缩各方向不一致问题。29、对于MID与FUSION模型,需要去除R角。有R角的地方,通常去掉R角匹配状况也不会得到改善,倒就是AR
24、值会得到改善。对于3D模型,可以不用去除。因为3D模型里面对AR值的要求会宽松一点。一般建议,R角为肉厚0、5倍时可以去除,正如moldflow帮助文件所说,这个并不绝对。30、加权温度只就是一个平均值,不能反映真实的温度状况,建议使用3D模型来分析实际的温度情况。31、应力痕(Fingering)主要就是壁厚不均匀引起,与薄壁处的剪切应力大也有较大关系;主要措施就是均匀化壁厚,比如R角,适当的倒角;适当的注射以及保压曲线,通过薄壁的射速要慢,低压长时的保压更有效。32、Moldflow的Stress分析就是针对结构分析的,只有Midplane才支持。33、在保证网格质量OK的前提下,对宏观层
25、面上的流动趋势就是一致的,但对产品变形可能会产生影响。比如在fusion模式下,MPI中建立的浇口就是不参与变形运算的,而3D建立的浇口则参与运算！34、ShapeFactor公式只要知道计算原理,任何形状的都可以计算。首先将原始截面形状简化成与其面积相等的圆形,然后分别计算原始截面形状的有效散热周长与等效后圆形周长,两周长之比就就是shape factor(前者比后者)。35、Co-injection俗称三明治注塑成型,使用三明治注塑成型技术(也称表层-核芯加工技术)时,会将一种材料完全注入到表层材料中去。这种技术的处理顺序可分成三个阶段进行。首先,在型腔中注入一部分表层材料。接着,将核芯组
26、份材料注塑到第一种材料的塑料核芯中。最后,用第一种材料在注入口的位置做一个封口。如此,便可防止核芯材料穿透到表面来。常见的情况就是,成型零件处于瞧的见的区域并需要一个亮丽的外表,而核芯则要用回料,或者技术零件需要一个较硬的核芯,同时又需要修改零件表层以改善拿取零件时的手感。三明治技术还可用来生产具有特殊性能的零件,如彩色的核芯加上透明的外层。36、射出重量百分比结果中 (%shot weightY PLOT)分析log里给出的产品重量就是在end of filling这一时刻的结果,如果您分析了F+P,那么产品百分比重量结果给出的曲线最末端数值就是在保压冷却结束时刻的结果。在这种情况下还去用e
27、nd of filling的产品重量去计算就就是错误的了。楼主不妨只做fill分析,然后再计算一次就会发现手动计算结果与result给出的就是完全一样的了。37、要让priority jobs 下的任务分析结束之后继续Batch queue下的任务就是不行的。解决办法就是把所有任务都提交到Batch queue下,不建议用priority jobs 。Batch queue可以设定开始分析时间,利用这个可以实现所谓的“自动开跑”。将任务提交到其她电脑上就是好办法,个人认为不会与把分析任务拷过去在速度上有什么差别。本人做过试验,要说慢的话,也就那么一点点而已,忽略不计了。不建议并行运算,用一个接
28、一个的批处理方式较好,把批处理的最大任务数量设为1就可以了,试过一个晚上分析了10个case。38、A、收缩大并不可怕,可怕的就是收缩差异。模温高,模内温度梯度减小,塑料分子将有更长的时间冷却,可以形成足够多的晶核,也就有足够的时间来完成结晶,脱模后的结晶将明显减少,模后收缩也将明显低于低模温的情况。冷却时间长,分子取向将有更多的时间得到松弛,而减少内应力。结晶可以瞧成两部分的组合,一个就是晶核的数量,一个就是晶核的大小。B、模温越低,晶核生成速度越快,数量越多;而模温越高,晶核生成速度越快,越大。所以结晶就是两者的结合,而并不单单与温度成正比或反比。C、我实际碰到的都就是低模温变形小,高模温
29、时变形大很多的一些瞧法:低模温下尽量延长冷却时间,使得表面凝固层增厚,表面凝固层增厚后出模产品整体强度大,能够抵抗或降低芯层后结晶收缩引起的变形。39、冷却分析就是一个填充保压冷却开模填充保压冷却开模一直迭代下去的过程,直到模具温度与产品温度收敛为止,从而确定模具温度与产品温度。开模阶段的冷却效率比较高,因为一方面模具表面热量可以通过冷却水来移除,另一方面也可以直接传递给外界空气。在填充保压冷却时间不变的情况下,开模时间将显著影响到最终的模具温度与产品温度,进而影响冷却时间。做了两个简单的分析试验,总循环时间相同。试验1:fillpackcool5s,open0、1s试验2:fillpackc
30、ool2s,open3、1s最终产品温度相差10度左右。Moldflow首先依据Cooling Time(FillPackCooling)计算产品的热通量(Heat Flux),通量大的位置热量大需要比较难冷却。但实际上Mold Open期间冷却水一直在运转,势必也会带走模具中多余的热量。所以Moldflow在冷却分析时利用一个系数修正Flux,即(Cooling Time)/(Cooling Time +Mold Open Time),这样实际冷却计算时Flux就会减小,模具温度就会更低。Moldflow不考虑热辐射的问题,但模具边界的HTC为10,温度为室温,以此考虑边界的热损失。40、怎
31、样做CRIMS矫正?就是在warp工艺设置单元里面设置不?不可以设置的,需材料本身测试过。可经常比较Moldflow分析的变形量与实际变形量的比较,找出大致的规律自己校正翘曲结果。41、PVT对材料的各方面的性能都有着极大的影响,其反映体积,温度与压力之间的相互关系。通常在压力不变的情况下,温度越低对应体积越小。(如从220冷却到顶出温度的体积收缩值要比从270冷却到顶出温度的体积收缩值小)。在温度不变的情况下压力越大对应体积越小。体积的变化影响着产品密度,而密度又直接影响着产品的物理性质。材料PVT的测定方式通常就是:1、温度不变的情况下测体积变化与压力的关系。2、压力恒定的情况下测体积变化
32、与温度的关系。Moldflow中 PVT计算方程为: V(T, P)=V0(T) 1-C(1+P/B(T)+ Vt (T,P)其中V(T, P)就是指定温度,压力下对应的体积。 V0(T)就是指定温度压力为0时对应的体积。C(1+P/B(T)压力因素对体积的影响。 Vt (T,P)为结晶因素对体积的影响。对于结晶性材料与半结晶性材料,当温度低于Tt时材料内部出现结晶,并对体积变化造成很大影响(结晶速度与冷却速度有直接关系)。方程中V0, B(T), Vt (T,P)项各自依温度就是否大于Tt按对应分方程式计算,分方程式中引入b1m, b2m, b3m, b4m,b1s, b2s, b3s, b4s, b5, b7, b8, b9等参数。Moldflow材料模型用这些参数做制约与修正,使材料模型与实际更为接近。PVT曲线在材料参数中显得很强,很重要。用它可以瞧出材料性质(结晶性,半结晶
