Ansys熱流道分析
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
Ansys熱流道分析的視頻教程
泵殼的穩(wěn)態(tài)熱-結構耦合分析_基于ANSYSWorkbench的熱結構耦合順序分析
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Ansys熱流道分析的實例教程
計算參數(shù) (Computation Parameter)
在下圖中，計算參數(shù)的冷卻 (Cool) 頁面中需選擇進階熱澆道的選項，以執(zhí)行進階熱澆道分析。該選項若沒勾選，則熱澆道中的熔膠溫度假設為不隨時間變化。如果沒有組件被設定為熱澆道金屬，進階熱澆道的選項將會呈現(xiàn)灰色鎖住的狀態(tài)。除瞬時與穩(wěn)態(tài)冷卻分析選項的默認值之外，用戶也可設定全瞬時冷卻分析的參數(shù)，以取得更精確的分析結果。
在冷卻計算參數(shù)中勾選進階熱澆道的選項
分析順序設定
熱流道穩(wěn)態(tài)分析
Moldex3D支持熱流道穩(wěn)態(tài)分析以逼近在制程中真實的熱流道內部溫度分布，捕捉多澆口系統(tǒng)的流道行為。熱流道穩(wěn)態(tài)分析可協(xié)助大型塑件、多模穴和成套制品模具的熱流道配置設計，解決流動不平衡的問題。使用者可遵循以下步驟執(zhí)行熱流道穩(wěn)態(tài)分析：
?建立一個含熱流道的模型，且具有Advanced Hot Runner授權以在計算參數(shù)內啟用熱流道穩(wěn)態(tài)功能。
?在計算參數(shù)的熱流道穩(wěn)態(tài)活頁下設定熱流道穩(wěn)態(tài)分析的相關參數(shù)，例如：入口流率、收斂標準、以及每個澆口的壓力，用戶可維持默認值。
?在此提供兩種默認的分析順序：1) 熱流道穩(wěn)態(tài)分析單獨計算熱流道；2) 熱流道穩(wěn)態(tài)分析之后接著計算充填分析或是其他使用者自定義的分析。
注：熱流道穩(wěn)態(tài)目前只支持瞬時冷卻分析(Ct)
展開 隨著中國塑料制品注射加工的蓬勃發(fā)展，熱流道技術的應用日益廣泛。作為在世界上已經(jīng)應用30多年的熱流道技術，是注塑成型技術發(fā)展的新階段，與常規(guī)的冷流道相比有諸多好處，包括：節(jié)約原材料；縮短成型周期；改善制品表面質量和力學性能；不必用三板式模具即可以使用點澆口；可經(jīng)濟地以側澆口成型單個制品；提高自動化程度；可用針閥式澆口控制澆口封凍；多模腔模具的注塑件質量一致；提高注塑制品表面美觀度等等，但其主要缺點是綜合技術難度高，涉及流變學、傳熱學以及自動控制的理論。熱流道模具用于大批量的高效益生產(chǎn)，模具和熱流道裝備的投資比一般注塑模具大得多。因此，必須改變傳統(tǒng)的經(jīng)驗設計方法，應用計算機流動模擬分析軟件輔助設計，以保證可靠設計質量。moldflow軟件作為和熱流道技術同步發(fā)展的世界領先的注塑成型cae分析軟件，全面支持熱流道分析優(yōu)化技術，是唯一支持dynamic feed?熱流道分析技術的cae軟件。 中國國際模具網(wǎng)
moldflow的熱流道技術 中國國際模具網(wǎng)
當今全球著名熱流道供應商如husky、mold-masters、synventive、dme、emp、incoe、psg等無一例外在應用moldflow技術進行熱流道系統(tǒng)的優(yōu)化設計分析，同時moldflow公司還提供優(yōu)秀的altanium?熱流道溫度控制器，為熱流道用戶提供更全面的解決方案。
中國國際模具網(wǎng)
圖1 moldflow/3d熱流道分析
moldflow可以準確優(yōu)化熱流道系統(tǒng)的布局和尺寸，以及優(yōu)化熱流道成型的最佳工藝條件。moldflow可以自動計算熱流道的尺寸，綜合考慮工藝條件以及材料特性的影響，從而獲得熱流道的最佳平衡，而這是憑經(jīng)驗無法實現(xiàn)的。moldflow可實現(xiàn)熱流道、冷熱混合流道、閥針式熱流道、dynamic feed?熱流道等分析。
展開 ?設定型芯偏移邊界條件：利用邊界條件頁簽的固定拘束精靈來設定型芯偏移分析的邊界條件。當設定完成后，位移邊界條件項目將會被勾選。
注: Core Shift 分析時，請確認Insert對象皆有實體網(wǎng)格，故不支持Auto-grid下考慮Mold Insert (但Part Insert則可以)。
而如果僅需要重點針對成型過程中帶給模具諸如壓力等影響來檢視，可以使用Sress Add-on 的 Mold Deformation 分析。
熱流道穩(wěn)態(tài)分析頁簽 (Hot Runner Steady Tab)
用戶可在熱流道穩(wěn)態(tài)標簽下來設定熱流道穩(wěn)態(tài)分析的相關參數(shù) (請參考進階分析(Advanced Analysis)下的進階熱澆道分析)
?進澆點流率 (Flow rate from inlet)：默認值是根據(jù)模型尺寸與成型參數(shù)，使用者可自行編輯。
?分析收斂精度 (Converge criteria for relative error)：默認值為1.00%，越高的數(shù)值代表越高的公差，計算精度同時也會下降但迭代次數(shù)較少。
?熱澆道澆口數(shù)量 (Number of hot runner gates)：此數(shù)值會從模型數(shù)據(jù)內自動讀取，這項是為了讓使用者確認熱流道數(shù)量無誤，因此不開放修改。
?熱澆道澆口壓力 (Pressure of hot runner gates)：此項是定義參照壓力，默認值為0 MPa，用戶可自行編輯每一支熱流道的壓力以逼近真實情況中不平衡的壓力分布。
展開 1．引言
與普通流道模具相比， 熱流道模具有省時省料、效率高、質量穩(wěn)定等顯著優(yōu)點， 但曾一度因在使用上易產(chǎn)生故障而影響其廣泛應用。隨著模具工業(yè)的技術進步， 熱流道模塑在流道熔體溫度控制、結構可靠性及熱流道元件設計制造等方面都有了長足的進步， 這使得熱流道技術重新得到人們的重視和青睞。
在熱流道模具的設計和應用中， 有諸多值得考慮和重視的問題， 這些問題解決得好壞， 直接關系著熱流道系統(tǒng)的成敗和制品質量。因此， 對熱流道系統(tǒng)的故障及其成因進行探討， 了解熱流道模塑應用中應注意的事項， 無疑十分有助于熱流道模塑技術的成功運用。
2．注塑模熱流道系統(tǒng)常見故障的分析及對策
2.1 澆口處殘留物突出或流涎滴料及表面外觀差
2.1.1 主要原因
澆口結構選擇不合理，溫度控制不當，注射后流道內熔體存在較大殘留壓力。
2.1.2 解決對策
(1) 澆口結構的改進。
通常，澆口的長度過長，會在塑件表面留下較長的澆口料把，而澆口直徑過大，則易導致流涎滴料現(xiàn)象的發(fā)生。當出現(xiàn)上述故障時， 可重點考慮改變澆口結構。熱流道常見的澆口形式有直澆口、點澆口和閥澆口。
展開 Moldex3D 針對熱流道系統(tǒng)仿真量身打造的解決方案──熱流道穩(wěn)態(tài)分析(Hot Runner Steady, HRS)，可支持復雜熱流道和進階熱流道模塊的快速分析，并協(xié)助使用者優(yōu)化多模穴的熱流道設計，評估該熱流道系統(tǒng)的流動行為，例如流率及流動平衡比。熱流道穩(wěn)態(tài)分析不需模擬模穴內流動，即可提升迭代計算效率，達到改善熱流道設計的目的，因此可大幅減少分析時間。以下將深入說明如何應用熱流道穩(wěn)態(tài)分析。
應用一：在不須模擬模穴的情況下，使用熱流道穩(wěn)態(tài)分析優(yōu)化熱流道設計：
步驟1：新增射出成形項目，網(wǎng)格模型必須含有進澆點、模穴與熱流道。雖然熱流道穩(wěn)態(tài)分析會忽略模穴的計算，但使用者仍必須在項目中提供模穴。
注：用戶必須擁有進階熱流道模塊的授權，才可在計算參數(shù)內設置熱流道穩(wěn)態(tài)功能與啟動相關計算
步驟2：在計算參數(shù)內的熱流道穩(wěn)態(tài)分析下指定入料口流率、收斂精度及各澆口壓力。
注：在CAE模式下，入料口流率的默認值為模穴體積除以填充時間；在機臺模式下，入料口流率的默認值則為模穴體積除以行程時間。
注：熱流道澆口壓力代表該澆口所受到的外部流動阻力(預設為0MPa)，建議使用者可先試行一組單模穴分析(不需包含流道系統(tǒng)，只需指定進澆點)，取得澆口壓力結果后代入熱流道穩(wěn)態(tài)分析的澆口壓力設定。這種做法可獲得更精確的預測，并節(jié)省分析時間。
步驟3：于分析順序設定內選擇熱流道穩(wěn)態(tài)分析，開始分析。
步驟4：開啟熱流道穩(wěn)態(tài)結果記錄文件，檢查各澆口流率與流動平衡比，根據(jù)這兩項結果進一步修改熱流道幾何與配置，例如更改特定區(qū)域熱流道直徑或流道長度，以獲得更為平衡的流動。
注：熱流道穩(wěn)態(tài)分析提供多種分析結果，對于此做法來說，較為關鍵的結果是流率與流動平衡比
步驟5：修改熱流道設計后重復步驟1至4。
展開 
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形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結構系統(tǒng)
從智能手機的熱交互、緊湊外殼內的高功率電路板散熱，到極端天氣下的工業(yè)設備耐候性等復雜現(xiàn)實場景，通過熱仿真技術，工程師能夠精準預測設計在不同溫度場景下的行為，深刻理解熱能如何影響產(chǎn)品的效率、可靠性與安全性，從而在研發(fā)早期快速調整設計方案，實現(xiàn)產(chǎn)品的最佳性能表現(xiàn)。
Ansys應用類系列網(wǎng)絡研討會——熱仿真系列專題已上線，將重點介紹 Ansys 多款求解器矩陣在電子散熱、電熱耦合及復雜熱管理問題中的實際應用
<h2><strong style="color: rgb(255, 255, 255); background-color: rgb(255, 192, 0);">概述</strong></h2><p>在本例中，我們將對茶壺進行熱分析，展示鋼材料和瓷材料在穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)分析中的溫度分布情況。</p><h2><strong style="color: rgb(255, 255, 255); background-color
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目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結構系統(tǒng)
太陽能電池板將太陽能轉化為電能，并可儲存起來。將多塊太陽能電池板排列成陣列，并隨太陽光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽能。
在仿真案例中，將一個簡單的球體放置在典型的硅材料太陽能電池板上方，指示了穩(wěn)態(tài)下到達板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對流，僅研究輻射效應。
目標
觀察由于一個發(fā)熱物體的輻射作用，太陽能電池板上的熱流密度和溫度分布。
1.三維電磁感應加熱（附帶完整計算命令流及注釋說明）2.鋼球的淬火（附帶完整計算命令流及注釋說明）3.二維靜態(tài)磁場分析（附帶完整計算命令流及注釋說明）。
三維電磁感應加熱---感應加熱的激勵源為365000HZ的交流電，線圈電流密度為2.04e8A/m^2，線圈和管子的幾何模型如下圖所示：
鋼球的淬火---淬火是把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然后快速冷卻的一種熱處理工藝方法
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習3D打印頭三維模型的處理
2、學習穩(wěn)態(tài)熱分析步的建立
3、學習穩(wěn)態(tài)熱分析的邊界條件的施加
4、學習穩(wěn)態(tài)熱分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench
演示了對筆記本電腦進行穩(wěn)態(tài)熱分析的流程。其中涵蓋了對流、溫度相關導熱系數(shù)、接觸熱導以及內部熱源的使用方法。
仿真分析軟件中ANSYS絕對占據(jù)了統(tǒng)治地位，幾十年的驗證充分說明了他的重要性，至于其他軟件可以作為研究可以了解一下。
Ansys中的溫度場仿真還是很多模塊的，如下圖所示
ANSYS Workbench中的溫度場仿真還是很多模塊的，ANSYS Workbench 中用于溫度場計算的核心模塊包括穩(wěn)態(tài)熱分析（Steady-State Thermal
概述
PCB 組件在工作時產(chǎn)生的熱量會直接影響其電性能與長期可靠性。過高的溫度或頻繁的溫度波動會引發(fā)材料老化、信號失真，并因材料間熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生熱應力，最終導致焊點開裂、器件失效等故障。因此，評估 PCB 可靠性必須進行瞬態(tài)熱力耦合分析，即先分析動態(tài)溫度場，再計算由此產(chǎn)生的熱應力。
目標
通過高保真建模仿真，系統(tǒng)觀察并量化印刷電路板（PCB）上關鍵元器件在瞬態(tài)熱載荷作用下的力學響應與應力表現(xiàn)
