塑(sù)料托盤流動平衡有限元網格前處理
1)大(dà)型多(duō)筋板塑料薄壁托盤有限元網格劃分注意點
大(dà)型多筋板塑(sù)料薄壁托盤的結構比較(jiào)複雜,壁厚不均勻,因此在(zài)有限元網格 劃分時必須要注意下列因素:
(1) 由於托盤的壁厚不均勻,且壁厚達
3mm以上,必(bì)須考慮流體垂直於壁 麵的流(liú)動,不(bú)適宜采用中性麵的網格,因此對(duì)該托盤采用
Fusion網格(gé)進行處理(lǐ)。
Fusion網格也是…種麵網格,其上下表麵三角形網格的節點高度匹配,這種網格
劃分既能準確模擬出熔融塑料沿(yán)表麵切線方向的流動狀態,同時也能(néng)準確反(fǎn)映其 沿垂直於塑料表麵方向的流動(dòng)情況。這種劃(huá)分方法其計算速度大大優於四麵體網 格(gé)。
(2) 由於該托盤的尺寸比較大,從計算(suàn)效率考慮,網格單元邊長不能過小, 否則會導致模型的網格數過大而出現的運算時間過長甚至直接出現死機的情況(kuàng), 在雙麵網格劃分時,又必須(xū)兼顧網格節點的匹配率,至少要保證匹配率不低於
90%,這給網格處理帶來了一些困難。
(3) 從(cóng)外觀形狀看,該托盤的形狀呈左右及(jí)中間對稱狀,在網格劃分時可利 用這一特點,取其中四分之一單元,可以節省前處理的時間(jiān)。
(4) 由於模型比較大,網格(gé)量太多,為(wéi)了加快分析效率,對模型隻做四分之 一分析,將網格的
occurrence number設置(zhì)為
4 (如圖
4-2),因此分析效果(guǒ)與模型 整(zhěng)體分析效果相當。
Fart Surface Properties [Mold Proper Um
Thi
Fusion Type
[kut o- de term ' "闌
Occurrance numb«|4 j [1:256]
Pl Exclude from claitp force calculation
XaAe fusion Part Surface 2^1 3.18mm
□蝴
ly to entities that share this property
圖
4-2網格劃(huá)分設置
2)網格(gé)劃分進程(chéng)
(1) 在(zài)不影響分析結果的前提下,將托盤(pán)進行有效的簡化(huà),去(qù)除對(duì)分(fèn)析影響 較弱(ruò)的小孔、小圓(yuán)角(jiǎo)、小的側凹及凸起結構,並將整體簡化為四分(fèn)之一的模型(xíng)。
(2) 將簡化後的托盤(pán)
.prt格式文件導入到
Moldflow Cad Doctor係統,首先進 行文件的轉換,將文件轉化為
.udm格式的文件,再轉入到
Moldflow Plastics Insight
(注(zhù)塑專家(jiā)係統),進行最後的網格劃分。在
Cad Doctor係統中改進(jìn)後(hòu)的(de)模型,對 於不合格的(de)麵會進行自動修複,因此,導出文件質量較(jiào)好。由於網格質量直接關 係到分析結果的可靠性,因此網格的前處理工作非常重(chóng)要。在網格劃分上網格數 量大小與雙麵網格匹配率是互相矛盾的,因此在確定網格劃分的(de)邊長數時必須經(jīng) 過多次試驗,才能最終確定合適的邊長。本研究(jiū)經過
8次試驗之後(hòu),最終確定邊 長為
10mm,這樣最(zuì)終的三角形網格數量為
43551個(gè),同時又使匹配率達到了
95%. 這個網格數(shù)量(liàng)在家用
PC機上運算比較正常(cháng),整個(gè)計算過程控(kòng)製在
8個小時以內。
(3)對網格進行修正
劃(huá)分後的網格質量基本都有所缺(quē)陷,尤其在(zài)縱橫比、網格自由邊方麵。這方 麵的工作量比較大,要求(qiú)必須消除網格(gé)自由邊,總體(tǐ)縱橫比保持在
10以下,經過 網格修補完畢後完整的塑料托盤網格劃分,如圖
4-3所示。
Beale (500 mm)
圖
4.3托盤四分之一•模(mó)型的網格劃分
3) 有限元麵網格質量檢(jiǎn)測
三角形網格質(zhì)量檢測主要針對三(sān)角形(xíng)網格自由(yóu)邊、縱橫比診斷等方(fāng)麵進行檢 測。
(1) 自由邊檢測
由於本研究中(zhōng)有限網格屬
T- Fusion麵(miàn)網格,不允許存在任(rèn)何的自由邊(自由 邊即不與其它三角形網格公用的邊),因此在分(fèn)析之前必須對網格進行總體的自 由邊檢測。對存在自由邊(biān)的地方予以修整(zhěng),托盤網格經過修整後不存在(zài)自由邊。
(2) 縱橫比檢測
運用
Moldflow軟件中的
Mesh(網格劃分)工具欄中的縱橫比診斷工具
(Aspect Ratio Diagnostic)對托盤網(wǎng)格進行縱橫比檢測。縱(zòng)橫比是(shì)指三角形網格單元長短邊(biān) 的比值,比值過(guò)大,模擬運算結果容易失真。結(jié)果顯示,該托盤的網格縱橫比基 本保持在
10以內,極(jí)少數(shù)超過的最大值也隻有
12.87,這個劃分結(jié)果表明托盤網 格的縱橫比基本在合理的範圍之內。