Moldex3D模流分析之邊界條件網格和疊層排向

Moldex3D 中國

2023年6月2日 11:10

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邊界條件 (Boundary Condition)

邊界條件頁簽提供不同的精靈工具來指定邊界條件(BC)到面或元素上。BC僅會在特定分析中被納入考慮，用以描述對象表面的特殊行為或對象間局部的交互作用。能夠指定的BC取決于當下項目的成型類型。

注：某些BC (例如負載與拘束) 需要先生成網格模型 (最終確認) 后才能指定。

Moldex3D模流分析之邊界條件網格和疊層排向的圖1

Moldex3D模流分析之邊界條件網格和疊層排向的圖2

選取(Select)

當指定BC時，通常需要在幾何上選取元素(線或面)或節點。當精靈工具開啟時，選擇圖示會亮起代表在顯示窗口中的選取功能已經啟用。如果需要選取大量的的元素，可以點擊旁邊的設定圖示來控制選擇的擴散

注：在其他精靈工具也有機會用到選擇功能，接口或有少許不同但流程皆可參考此處說明。

Moldex3D模流分析之邊界條件網格和疊層排向的圖3

1. 網格 B.C. (Mesh B.C.)

此工具能讓設定對象表面的邊界條件。在此區點擊目標需設定的BC來開啟設定頁面，然后選取動作來添加、移除或反選，再利用適合的選取方式在對象表面點擊來施加BC。根據選擇的BC可能會需要進一步指定相關參數，或點擊OK來完成設定。

Moldex3D模流分析之邊界條件網格和疊層排向的圖4

進澆面：以BC方式在模型上指定入料口。當有不同塑料射出(BiIM)或有氣體水輔助成型 (GAIM/WAIM) 的情況時，需要在一般的進澆口外另外指定不同的ID。

對稱面 (Symmetry face)：在準備好的對成模型其切割面上指定對稱邊界條件，并指定正確的對稱體積比例 (1/2、1/4、1/8對稱分別代表1D、2D和3D對稱)。有別于其他自動對稱設定，次對稱設定可以包含塑件對稱而非僅僅是流道系統。

移動面BC：在CM、ICM、IM或CFM的模型上，定義在成型過程中壓縮或擴張時的移動面。如果使用模型頁簽里的壓縮區精靈，則精靈所產生的壓縮區會自動貼上此BC(需注意與壓縮方向的夾角)。如果BC在壓縮區與模座嵌件的交界，則此模座嵌件在壓縮時也會跟著移動。

熱BC：在模型上指定此邊界條件能讓使用者在之后模具熱邊界條件(Mold Temperature B.C.) 設定自定義的模腔表面溫度在成型周期中隨時間的變化。

導熱邊界條件：指定到模座與熱澆道金屬間的交界面來讓熱能夠通過，不然此交界面都是假設為絕熱。

IMD薄膜BC：以BC方式在模型中加入薄膜來進行模內裝飾 (In-mold Decoration)。

開放空間BC：開放空間BC用來定義延伸自主要分析區域之外邊界，用來描述流動行為可能的極限。因為其定義，此邊界條件在模擬中如果與流動接觸則會造成一定程度的分析誤差。目前此BC僅適用于部分成型類型的溢流區組件。

2. 迭層排向 (Ply Orientation)

迭層排向精靈能為預浸料塑件嵌入件（濕的組件）或 RTM 迭層（干的纖維布）設定鋪覆后的迭層排向，以呈現在 Hybrod Moolding 中復合材料放入時所造成的變形。非等向性的機械性質(鋪覆后)將會由材料文件的數據與迭層排向BC的數據來計算得出。

注：復合材料（無鋪覆）的非等向機械性質應在材料精靈中進行設定。

MCM制程（Hybrid成型）(For MCM Process (Hybrid Molding))

點擊邊界條件頁簽中的迭層排向來激活向導工具，并需要為充填類型設定材料為UD織物或2D織物，并確保測量和迭層鋪覆過程之間的數據兼容。

?手動 (Manual):

-選取塑件嵌入件設定其迭層排向，并在塑件嵌入件上選取鋪覆的面(使用旁邊的擴散選項來幫助選取)，再點擊下一步，繼續進行排向的設定。

-提供描述鋪覆方向、參考方向、纖維方向的主軸和副軸的預設投射平面、基礎向量、R1 與 R2(deg.)

-依據需要修改設定，然后單擊確定以確認并將目前的BC及其設置指定到目標的塑件嵌入件上。

Moldex3D模流分析之邊界條件網格和疊層排向的圖5

?鋪覆檔案 (Draping File) : 點擊邊界條件頁簽中的迭層排向來激活向導工具。在設定中選擇匯入鋪覆檔案 (*.ls)，以使用 LS DYNA 的現有數據將纖維方向信息指定給預浸料嵌件。

-選取塑件嵌入件來設定其迭層排向，并在嵌件上選取鋪覆的面(使用旁邊的擴散選項來幫助選取)。

-點擊下一步，開始排向的設定。匯入準備好的鋪覆檔案 (*.ls)。

-單擊查看/編輯以設定映像，以便將數據傳輸到目前的網格。在下一個對話框中，選擇映射方法：原始（不移動）、自動移動、3 點映射。

-通常會建議使用 3 點映射，其映射有更好的可靠性。接著兩個窗口將會顯示原始模型和數據映像模型。選擇模型上的 3 個點和另一個模型上的 3 個對應點，然后單擊確定以匯入纖維排向。

Moldex3D模流分析之邊界條件網格和疊層排向的圖6

Moldex3D模流分析之邊界條件網格和疊層排向的圖7

RTM制程 (For RTM Process)

點擊邊界條件頁簽中的迭層排向來激活向導工具。確保測量和迭層鋪覆過程之間的數據兼容。

? 匯入檔案(*kpt)：在Moldex3D 網格 and RTM 精靈 (Rhino) 中完成排向設定及網格匯出后，會產生KPT檔案，其中的網格檔案(MFE) 記錄迭層排向的信息。當我們將MFE網格導入Studio 時，如果 KPT 檔案與 MFE位于相同位置且名稱相同，則迭層排向將被一起讀取并顯示在模型樹狀表中。