模流仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2022-07-01
模流仿真的實例教程
圖1：評估PCR材料應(yīng)用可行性的技術(shù)路線圖
基于這樣的背景，誠模精密的材料應(yīng)用研究中心開發(fā)了PCR材料應(yīng)用可行性評估方法（圖1），利用此方法篩選出合適的PCR材料，可以在不升高模溫的條件下，有效改善射出件外觀（凹痕、表面浮纖等），縮短成型周期，降低生產(chǎn)成本；利用玻璃纖維和PCR材料的協(xié)同效果，可以在不降低材料力學(xué)強度的前提下改善射出制品外觀，進(jìn)一步提升PCR的創(chuàng)新應(yīng)用附加價值，并成功應(yīng)用于薄壁產(chǎn)品的生產(chǎn)（圖2）。結(jié)合Moldex3D模流仿真分析技術(shù)，不同批次PCR原料的結(jié)構(gòu)和性能變化的不穩(wěn)定因素將得到有效管理和控制。模流仿真過程會適應(yīng)PCR的結(jié)構(gòu)變化，快速得到適合每一批次PCR的成型工藝條件，進(jìn)而指導(dǎo)現(xiàn)場射出，有效降低現(xiàn)場射出成型的調(diào)機(jī)成本，大大提升PCR產(chǎn)品的質(zhì)量。
圖2：PCR加纖用于薄壁產(chǎn)品開發(fā)
從材料分子結(jié)構(gòu)考慮，熔融指數(shù)是影響制品外觀的重要因素，因此，我們嘗試?yán)孟M后回收材料(PCR)來改善射出件外觀。塑膠材料經(jīng)過一段時間的使用，可能會發(fā)生材料的降解、老化，因此平均分子量可能會減小，從而使得PCR材料再加工的時候流動性變好，進(jìn)而有可能改善外觀，但同時力學(xué)強度也會受到影響。因此，合理、有效、快速地評估PCR材料的結(jié)構(gòu)和性能變化，是找到PCR材料高附加值應(yīng)用的關(guān)鍵。
目前PCR材料的原料來源極不穩(wěn)定，盡管各家原料商都有提供PCR材料的物性表，但依然無法保持原料中所使用的PCR材料結(jié)構(gòu)和性能一致。因此，我們需要借助實驗室分析資源，對于PCR材料的不穩(wěn)定性做出有效評估，并將此不穩(wěn)定性納入模具設(shè)計和成型工藝的考量之中，通過Moldex3D模流仿真分析，搭建材料不穩(wěn)定性與射出成型的關(guān)系。
結(jié)語
如何評估和使用PCR材料，提升PCR材料應(yīng)用的附加價值，是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的重要一步。
展開 你們的付出和熱情將不斷推動模流領(lǐng)域的進(jìn)步。
科盛科技 楊文禮 執(zhí)行長
美國豐田 石林活 博士
沙特基礎(chǔ)工業(yè)（中國）王成 高級研究員
北京機(jī)科國創(chuàng)輕量化科學(xué)研究院 張平 開發(fā)主管
巴斯夫（中國）金晶 特性材料部門CAE團(tuán)隊經(jīng)理
青島海爾空調(diào)器 王月 模流仿真工程師
美的集團(tuán)-智能制造研究院 蔣映娥 先行研究中級工程師
科盛科 邱顯森 研發(fā)一處 處長
莫仕連接器（成都）陳容 模流仿真部經(jīng)理
迪芬尼聲學(xué) 蔣忠 CAE工程師
鴻利達(dá)模具 向德文 DFM/CAE高級工程師
一勝百模具 曾偉銓 增材制造經(jīng)理
廈門理工學(xué)院 葛曉宏 教授
浙江美森電器 唐幸杰 模流工藝工程師
旭瑞光電 謝志波 研發(fā)部副理
海克斯康工業(yè)軟件 王媛媛 全球業(yè)務(wù)支持經(jīng)理
海克斯康工業(yè)軟件 龔慧靈 技術(shù)支持經(jīng)理
住重塑膠機(jī)械 金佳臣 營業(yè)技術(shù)
感謝所有參會者，你們的積極參與和熱情交流讓這次高峰會充滿了活力。我們看到了行業(yè)內(nèi)同仁之間的深厚友情和緊密合作，這將對我們未來的發(fā)展產(chǎn)生積極影響。
Moldex3D團(tuán)隊將繼續(xù)為用戶提供卓越的產(chǎn)品和服務(wù)，助力你們在模流領(lǐng)域取得更大的成功。
最后，感謝所有對Moldex3D用戶高峰會的支持和參與。我們將秉承著“實現(xiàn)未來塑造”的理念，不斷努力，不斷創(chuàng)新，為模流領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)我們的力量。期待在未來的日子里，與大家再次相聚，共同譜寫模流領(lǐng)域的輝煌篇章！
展開 為了準(zhǔn)確預(yù)測玻纖增強復(fù)合材料產(chǎn)品的性能，需要在仿真分析中考慮工藝（如玻纖取向）的影響。
本案例為您詳解延鋒彼歐公司如何使用Digimat對復(fù)合材料尾門內(nèi)板的沖擊性能進(jìn)行分析應(yīng)用。基于海克斯康旗下的復(fù)合材料多尺度仿真軟件Digimat，用戶可以輕松創(chuàng)建復(fù)合材料材料卡片，將模流仿真分析結(jié)果映射到結(jié)構(gòu)有限元網(wǎng)格，從而實現(xiàn)玻纖增強復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的精確仿真。同時，注塑工藝中的熔接線也會使材料強度有顯著下降，因此在仿真中還需要考慮熔接線的影響。Digimat可將模流分析中的熔接線結(jié)果映射到結(jié)構(gòu)分析網(wǎng)格，以此計入熔接線對產(chǎn)品性能的影響。
復(fù)合材料力學(xué)性能測試
注塑玻纖復(fù)合材料尾門內(nèi)板使用的材料為PP-GF40。考慮三種玻纖取向的試驗樣件，即0°、45°、90°，進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗，結(jié)果如圖1所示。
圖1. 準(zhǔn)靜態(tài)條件下，不同玻纖取向的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
為了最終預(yù)測沖擊響應(yīng)，還需要考慮材料的應(yīng)變率效應(yīng)。為此，測試了三種玻纖取向的3個應(yīng)變率（1/s，20/s，200/s）動態(tài)試驗，其中玻纖取向0°試件各應(yīng)變率下的測試結(jié)果如圖2所示。
圖2. 不同應(yīng)變率下試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
為了考慮熔接線對強度的影響，制備試樣時，在中心位置注塑形成熔接線。樣件尺寸參考ISO 527 1A標(biāo)準(zhǔn)，厚度為4mm。通過拉伸試驗獲得熔接線的強度，結(jié)果如圖3所示。
圖3. 含有熔接線的試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
多尺度復(fù)合材料本構(gòu)建模
Digimat具備復(fù)合材料逆向建模功能，提供材料參數(shù)自動化擬合工具。本文基于0°, 45°, 90°拉伸試驗結(jié)果，通過材料逆向工程得到基體和增強相的彈塑性材料本構(gòu)參數(shù)。
在此基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了復(fù)合材料失效參數(shù)逆向標(biāo)定。
展開 這幾年隨著新能源汽車、電池、儲能、充電樁等領(lǐng)域的快速發(fā)展,一大批用于強電、弱電連接領(lǐng)域的新型塑膠零件開始逐漸增多；區(qū)別于傳統(tǒng)的純塑膠件、一般此類結(jié)構(gòu)件是塑膠包裹銅板、銅片、襯套等，從結(jié)構(gòu)上也不符合傳統(tǒng)塑膠領(lǐng)域的設(shè)計規(guī)范，具有壁厚不均勻、局部薄壁、局部厚壁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點；產(chǎn)品一般使用的塑膠材料為含玻纖（>20%）的PBT\PPB\PA6\PA66等；此類零件給模具設(shè)計、CAE模流仿真分析、翹曲變形處理、全尺寸合規(guī)、現(xiàn)場科學(xué)試模等領(lǐng)域帶來了全新的挑戰(zhàn)。
本文通過利用 Inspire 的優(yōu)化獲取接近自然的仿生結(jié)構(gòu)，同時通過 3D 打印與鑄造工藝-熔 模鑄造的方法獲得結(jié)構(gòu)鑄件，其中，Inspire Cast 在模具設(shè)計中能輔助工程師快速發(fā)現(xiàn)模具 缺陷，指導(dǎo)修改澆注系統(tǒng)，減少模具開發(fā)周期，最后通過 Evolve 渲染獲得該結(jié)構(gòu)在公交車 站頂棚的表現(xiàn)。
2 有限元模型的建立
由于頂棚支撐結(jié)構(gòu)常年暴露室外，所受環(huán)境因素多變，現(xiàn)對支撐結(jié)構(gòu)的常見載荷情況 進(jìn)行有限元分析及獲取仿生結(jié)構(gòu)。
2.1建立初始模型
Inspire 無需手動劃分網(wǎng)格，同時為了保證獲得優(yōu)化空間最大化，建立的模型更偏向無 孔盒子狀。
2.2材料與屬性
計算中所使用的材料參數(shù)如下：
304 鋼的材料參數(shù)：
彈性模量： 195GPa
材料密度：8e +3kg/m3
泊松比：0.29
長度單位為：mm
2.3支撐支架有限元模型受力情況
對支撐結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境的受力情況進(jìn)行分析，分別從靜置情況及自然（案例中提取風(fēng)對 支撐結(jié)構(gòu)的影響）因素對支撐結(jié)構(gòu)前、后、左、右側(cè)進(jìn)行分析，賦予的邊界條件如下圖所示：
3 考慮后續(xù)制造，添加制造約束
Inspire 可對優(yōu)化結(jié)構(gòu)提供制造約束，支撐結(jié)構(gòu)將采用鑄造方式生產(chǎn)，故對優(yōu)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙 向拔模約束。
4 分析與優(yōu)化結(jié)果
通過云圖分析，優(yōu)化的結(jié)構(gòu)所受最大應(yīng)力值為 9.679e+06pa，符合力學(xué)性能。
5 模型重建
通過 Inspire 自帶建模功能-PolyNURBS 包裹生成結(jié)構(gòu)，快速獲得實體模型。
6 模流仿真
通過 Inspire Cast 進(jìn)行仿真分析，快速判斷鑄造缺陷，嘗試不同澆口位置對鑄件的影響。
展開 
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模流仿真的最新內(nèi)容
模力四射隊作品詳解5天前
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</figure><p class="ql-align-center"><span style="color: rgb(160, 160, 160);">澆排迭代方案模流仿真結(jié)果對比
這意味著，在后續(xù)的三維液冷流道設(shè)計與流體力學(xué)模流仿真中，電池系統(tǒng)工程師可以完全沿用傳統(tǒng)牛頓流體的方程體系，極大降低了設(shè)計復(fù)雜度。
▲ 圖8 在25°C下不同體積分?jǐn)?shù)納米流體的粘度與剪切速率的關(guān)系：（a）氧化銅與（b）氧化鋁
圖8揭示了流體表觀粘度的演化規(guī)律。在高剪切率階段，所有流體的粘度均迅速收斂至穩(wěn)定平臺值。CuO流體展現(xiàn)出的最大粘度增幅（純液與0.15%對比）僅為5.34%。
FLOW-3D 仿真優(yōu)化研究》為題作報告
華域皮爾博格有色零部件有限公司 劉緒周先生
以《FLOW-3D 虛擬試模結(jié)果分享》為題作報告
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以《虛擬壓鑄在模具開發(fā)扮演的關(guān)鍵角色》為題作報告
東風(fēng)本田汽車有限公司 屠浩先生
以《模流仿真技術(shù)運用對缸體加工不良的改善
而聚合物 PVT 曲線作為 CAE 模流仿真分析的重要輸入?yún)?shù)之一，其準(zhǔn)確性直接影響著仿真結(jié)果的可靠性。只有輸入真實準(zhǔn)確的 PVT 曲線數(shù)據(jù)，結(jié)合模具數(shù)據(jù)和成型機(jī)臺數(shù)據(jù)，才能更精準(zhǔn)地模擬預(yù)測成型過程，提高 “零量產(chǎn)” 的成功率，推動射出行業(yè)向智能制造邁進(jìn)。
這幾年隨著新能源汽車、電池、儲能、充電樁等領(lǐng)域的快速發(fā)展,一大批用于強電、弱電連接領(lǐng)域的新型塑膠零件開始逐漸增多；區(qū)別于傳統(tǒng)的純塑膠件、一般此類結(jié)構(gòu)件是塑膠包裹銅板、銅片、襯套等，從結(jié)構(gòu)上也不符合傳統(tǒng)塑膠領(lǐng)域的設(shè)計規(guī)范，具有壁厚不均勻、局部薄壁、局部厚壁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點；產(chǎn)品一般使用的塑膠材料為含玻纖（>20%）的PBT\PPB\PA6\PA66等；此類零件給模具設(shè)計、CAE模流仿真分析
基于海克斯康旗下的復(fù)合材料多尺度仿真軟件Digimat，用戶可以輕松創(chuàng)建復(fù)合材料材料卡片，將模流仿真分析結(jié)果映射到結(jié)構(gòu)有限元網(wǎng)格，從而實現(xiàn)玻纖增強復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的精確仿真。同時，注塑工藝中的熔接線也會使材料強度有顯著下降，因此在仿真中還需要考慮熔接線的影響。Digimat可將模流分析中的熔接線結(jié)果映射到結(jié)構(gòu)分析網(wǎng)格，以此計入熔接線對產(chǎn)品性能的影響。
科盛科技 楊文禮 執(zhí)行長
美國豐田 石林活 博士
沙特基礎(chǔ)工業(yè)（中國）王成 高級研究員
北京機(jī)科國創(chuàng)輕量化科學(xué)研究院 張平 開發(fā)主管
巴斯夫（中國）金晶 特性材料部門CAE團(tuán)隊經(jīng)理
青島海爾空調(diào)器 王月 模流仿真工程師
美的集團(tuán)-智能制造研究院 蔣映娥 先行研究中級工程師
剪切黏度除了可以表征不同材料的流動特性以外，也是Moldex3D 模流仿真軟件所用的材料數(shù)據(jù)包中重要的數(shù)據(jù)之一。在誠模精密的材料應(yīng)用研究中心，我們研究了大量的PCR材料的流變特性，如圖1展示了不同PCR含量的ABS材料的剪切黏度曲線。
圖1：不同PCR含量的ABS的剪切黏度曲線
從曲線中可以看出，盡管三種牌號的熔體流動速率值是一樣的，但剪切黏度曲線卻有不同。
對注塑成型過程中，注塑成型前蓋板的Moldex3D軟件的模流仿真（如左圖所示），Moldex3D軟體的模流仿真可以預(yù)測，纖維取向和體積分?jǐn)?shù)的分布，這些纖維數(shù)據(jù)可以用LS-PrePost軟件映射到LS-DYNA的有限元模型上。
對注塑成型過程中，注塑成型前蓋板的Moldex3D軟件的模流仿真（如左圖所示），Moldex3D軟體的模流仿真可以預(yù)測，纖維取向和體積分?jǐn)?shù)的分布，這些纖維數(shù)據(jù)可以用LS-PrePost軟件映射到LS-DYNA的有限元模型上。
