Moldex3D仿真分析之有限元素法
有限元素法
有限元素法常被用來分析許多工程上及數學上的問題。其典型的應用包括應力分析、振動分析、熱傳分析、流體分析等等。在有限元素法中,其解區間是由許多被稱做有限元素的互相鏈接的小單元所構成。因此,ㄧ個很復雜的問題可以被近似為數個元素的的結合。在每個元素中,都假設有一個近似解并依此推導出其總平衡的條件,當條件都滿足時就可以得到近似解。目前,Moldex3D采用有限元素法來解決射出成型過程中的翹曲問題。
薄殼有限元素
Shell模型存在兩種網格元素:1D線元素是由兩點定義并用在流道的網格模型;2D面元素是由三點定義并用在塑件的網格模型。

1D & 2D 有限元素

Shell網格
實體有限元素
網格是由元素及節點所構成。元素是由節點所連結及定義。Moldex3D中用了許多形式的元素:4節點四面體元素,5節點角錐元素,6節點棱柱元素,8節點六角元素。這些線性元素如下圖所示:四面體元素構成的實體網格。
Moldex3D/Solid-Warp也支持二次型式元素,雖然使用線性元素較二次型式元素不秏內存及CPU處理時間,但二次型式元素具有較高的準確性。二次型式元素包括10節點四面體元素,15節點棱柱元素及20節點六角元素。Moldex3D/Solid-Warp 支持二次型式元素的自動轉換以利模擬的準確性。

3D有限元素

四面體網格
矩陣分析核心
有限元素法使用矩陣分析核心輔助處理工程及數學上的問題。有限元素法可將問題簡化成一個到數個線性代數方程式的群組。這些方程式中多以 Ax = B的形式呈現,其中A是方程式的矩陣,B是邊界條件的向量,而x是問題的解。在這樣的形式下就可以應用矩陣分析核心來求解。
一般來說,method 分析核心可以分成兩部份:直接計算法與反復計算法。直接計算法有三種:(1)由行列式值來解。(2)由反矩陣法來解。 (3) 以連續消去法來解。直接計算法的好處再于使用者可以預測解一方程式群組所需的時間并得到方程式解的準確度。反復計算法在計算較大的方程式時比直接計算法更有利。
強化版翹曲計算
總地來說,標準板翹曲 (Standard Warp) 求解器能夠很不錯地預測翹曲的趨勢,但在冷卻時間影響較為敏感的情形卻可能有量值上準確的不足,收縮行為會被過度的預測。
而另一方面,強化版翹曲 (Enhanced Warp) 求解器會考慮黏彈性(VE)翹曲行為、瞬態溫度變化(Ct)及模內干涉(IMC)效應。因此分析需要較多的計算資源及時間,其進行結算的流程如下所示。

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