Moldex3D模流分析之如何在Studio手動(dòng)堆疊網(wǎng)格

網(wǎng)格占據(jù)模流分析很重要的一部份,將復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)劃分為微小元素,再透過(guò)求解器得到需要的結(jié)果,良好的網(wǎng)格質(zhì)量能夠帶來(lái)更加精確的分析結(jié)果。對(duì)于幾何較為單一或是厚的產(chǎn)品,利用自動(dòng)化的前處理功能即可生成高質(zhì)量的網(wǎng)格模型,但若是遇到需要網(wǎng)格精度較高或是尺寸較小的產(chǎn)品,例如光學(xué)、RTM或是其他特殊制程,則建議手動(dòng)建立網(wǎng)格,此方式更容易控制網(wǎng)格質(zhì)量以達(dá)到求解器的需求。

Moldex3D Studio的建構(gòu)網(wǎng)格(Structure Mesh)提供了多樣的工具來(lái)直接完成前處理的網(wǎng)格建模,此功能包含表面網(wǎng)格與實(shí)體網(wǎng)格的生成與建立,針對(duì)網(wǎng)格精度需求高的產(chǎn)品,提供用戶(hù)以人工的方式更彈性地搭建網(wǎng)格應(yīng)對(duì)各式不同情境。以下將以一模四穴的鏡片范例作為例子,如何在Studio手動(dòng)建立網(wǎng)格。

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?步驟1. 前置作業(yè): 幾何分割

Studio的項(xiàng)目中匯入幾何,在建立網(wǎng)格前先做一些處理,使用 工具(Tool) 頁(yè)的 投射曲線(xiàn)(Project Curve)、萃取面(Extract Face)、分割面(Divide Face) 等工具來(lái)分割模型或擷取所需的幾何面與特征線(xiàn)。最后模型簡(jiǎn)化成1/4對(duì)稱(chēng)模型,且為分割后的各組件設(shè)置屬性。工具頁(yè)的功能,操作請(qǐng)參考其他相關(guān)介紹,本文不做細(xì)節(jié)說(shuō)明。

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?步驟2. 生成鏡片網(wǎng)格

-Region 1:

Mesh 工具欄點(diǎn)選 建構(gòu)網(wǎng)格(Structure Mesh) 即可進(jìn)入建構(gòu)網(wǎng)格的接口。首先建立Region 1的網(wǎng)格,選擇 建立O-grid(O-grid Face),依序以 Region 1 定義 O-grid 的中心、半徑與平面,點(diǎn)擊 OK 后即會(huì)產(chǎn)生包含 12 個(gè)曲面的 O-grid面。再利用O-grid面透過(guò)萃取面(Extract Face)與分割面(Divide Face)功能如圖分割Region 1的面,幫助用戶(hù)建立結(jié)構(gòu)化的表面網(wǎng)格

: 須注意 建構(gòu)網(wǎng)格(Structure Mesh) 僅出現(xiàn)在 Solid 網(wǎng)格模式中并且需要 Mesh 授權(quán)來(lái)啟用。

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接著使用 撒點(diǎn)(Seeding)、建立面上網(wǎng)格(Create Face Mesh),為 Region 1 面的一角生成三個(gè)表面網(wǎng)格,再利用 合并(Combine) 成一表面網(wǎng)格。在 Region 1于底面對(duì)應(yīng)的一角重復(fù)同樣操作生成表面網(wǎng)格,接著使用 兩個(gè)面建立(Create by 2 Faces) 選擇兩個(gè)表面網(wǎng)格來(lái)生成實(shí)體網(wǎng)格,如此一來(lái)便完成 Region 1四分之一的實(shí)體網(wǎng)格。

: 請(qǐng)注意撒點(diǎn)時(shí)需確認(rèn)各面互相交界處的撒點(diǎn)數(shù)一致,如用兩個(gè)面建立網(wǎng)格時(shí),兩表面網(wǎng)格拓樸須一致,若拓樸不同或?qū)?yīng)節(jié)點(diǎn)選擇錯(cuò)誤,實(shí)體網(wǎng)格將會(huì)建立失敗,故撒點(diǎn)時(shí)即須注意。若有需要可使用 導(dǎo)引線(xiàn)(Guide Curve)  漸變(Biasing),但本文之撒點(diǎn)皆不設(shè)置漸變(=None)及額外的導(dǎo)引線(xiàn)

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-Region 2:

先使用 Tool工具欄  平面線(xiàn)建面(Planar Surface) 功能生成曲面,再利用撒點(diǎn)、建立面上網(wǎng)格、合并建立側(cè)邊的表面網(wǎng)格,并使用 3D旋轉(zhuǎn) (3D Rotate) 功能將表面網(wǎng)格復(fù)制到特征線(xiàn)交界處,如圖所示。

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準(zhǔn)備好表面網(wǎng)格后,使用 旋轉(zhuǎn)建立(Create by Revolve)、兩個(gè)面建立(Create by 2 Faces) 的功能建立 Region 2 的實(shí)體網(wǎng)格。

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完成 Region 1 Region 2 的實(shí)體網(wǎng)格后,可透過(guò) 檢查接觸邊界(Check Contact Boundary) 來(lái)確定接觸面的網(wǎng)格是否有 交錯(cuò)(intersection),如下圖便檢測(cè)出 Region 1 2 間存在不匹配,這時(shí)則可用 對(duì)齊節(jié)點(diǎn)(Align Nodes) 的功能,將不同區(qū)塊的實(shí)體網(wǎng)格間節(jié)點(diǎn)對(duì)上。接著,將實(shí)體網(wǎng)格的屬性設(shè)為 塑件(Part),并使用Tool工具欄的 鏡射(Mirror),由 1/4 網(wǎng)格生成其他 3/4 再合并成一完整鏡片的實(shí)體網(wǎng)格,如下圖所示。

合并實(shí)體網(wǎng)格要有定義網(wǎng)格屬性,若無(wú)定義則會(huì)跳出警告窗口提醒用戶(hù)。

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?步驟3. 生成澆口網(wǎng)格

取出與進(jìn)澆面接觸的表面元素(使用 Extract Mesh  Extract Element),再使用 掠建立(Create by Sweep) 的功能 (兩個(gè)模式皆可),沿著幾何邊生成澆口網(wǎng)格。

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在建立另一部份澆口的實(shí)體網(wǎng)格前,需先以 取出網(wǎng)格(Extract Mesh)  取出元素(Extract Element) 功能來(lái)從剛才建立的實(shí)體網(wǎng)格上取出表面網(wǎng)格,再用 撒點(diǎn)(Seeding)、建立面上網(wǎng)格(Create Face Mesh) 建立其他所有面的表面網(wǎng)格。使用 放樣建立(Create by Lofting) 網(wǎng)格的時(shí)候,先選擇起始網(wǎng)格與終止網(wǎng)格(橘色),再選擇側(cè)邊的網(wǎng)格(藍(lán)色),按下 OK 后即可建立實(shí)體網(wǎng)格。

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?步驟4. 生成流道網(wǎng)格

取出前一個(gè)步驟所建立的澆口的表面網(wǎng)格,作為分流道的起始網(wǎng)格,使用 平面線(xiàn)建面、撒點(diǎn)、建立面上網(wǎng)格、合并 等功能來(lái)生成另外一端的表面網(wǎng)格,再由這兩個(gè)表面網(wǎng)格建立分流道的實(shí)體網(wǎng)格。

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接下來(lái)建立豎澆道的網(wǎng)格。如下圖所示,建立兩O-grid面并使用分割的功能萃取四分之一的曲面,接著建立側(cè)邊的曲面與表面網(wǎng)格。

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在中心面建立表面網(wǎng)格,由兩個(gè)表面網(wǎng)格建立實(shí)體網(wǎng)格。取出側(cè)邊表面元素,并由兩表面網(wǎng)格建立實(shí)體網(wǎng)格,以相同方式建立另外一側(cè)網(wǎng)格,注意層數(shù)需一致,完成后合并實(shí)體網(wǎng)格,并取出上表面與下表面的網(wǎng)格。

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接下來(lái),建立豎澆道上半與下半冷料井的部分,如圖建立O-grid面并取出四分之一的曲面,于曲面上生成表面網(wǎng)格,接下來(lái)即可使用兩表面網(wǎng)格建立上半部分與冷料井的實(shí)體網(wǎng)格。

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檢查豎澆道實(shí)體網(wǎng)格的接觸邊界,確認(rèn)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)都有對(duì)齊后,將屬性設(shè)為流道后合并為一塊,接著使用鏡射的功能復(fù)制其他3/4再合并,如圖建立完整的一模四穴模型。

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?步驟5. 分析

接著,在Studio進(jìn)行分析的相關(guān)設(shè)定,包含材料、制程條件、分析順序與計(jì)算參數(shù),并提交分析。

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