Ansys熱流道分析的案例
Moldex3D模流分析之進階熱流道分析
計算參數 (Computation Parameter)
在下圖中，計算參數的冷卻 (Cool) 頁面中需選擇進階熱澆道的選項，以執行進階熱澆道分析。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灰色鎖住的狀態。除瞬時與穩態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，以取得更精確的分析結果。
在冷卻計算參數中勾選進階熱澆道的選項
分析順序設定
熱流道穩態分析
Moldex3D支持熱流道穩態分析以逼近在制程中真實的熱流道內部溫度分布，捕捉多澆口系統的流道行為。熱流道穩態分析可協助大型塑件、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行熱流道穩態分析：
?建立一個含熱流道的模型，且具有Advanced Hot Runner授權以在計算參數內啟用熱流道穩態功能。
?在計算參數的熱流道穩態活頁下設定熱流道穩態分析的相關參數，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) 熱流道穩態分析單獨計算熱流道；2) 熱流道穩態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：熱流道穩態目前只支持瞬時冷卻分析(Ct)
展開 Dynamic Feed熱流道CAE分析技術
隨著中國塑料制品注射加工的蓬勃發展，熱流道技術的應用日益廣泛。作為在世界上已經應用30多年的熱流道技術，是注塑成型技術發展的新階段，與常規的冷流道相比有諸多好處，包括：節約原材料；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，模具和熱流道裝備的投資比一般注塑模具大得多。因此，必須改變傳統的經驗設計方法，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
moldflow的熱流道技術 中國國際模具網
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的優化設計分析，同時moldflow公司還提供優秀的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
圖1 moldflow/3d熱流道分析
moldflow可以準確優化熱流道系統的布局和尺寸，以及優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，而這是憑經驗無法實現的。moldflow可實現熱流道、冷熱混合流道、閥針式熱流道、dynamic feed?熱流道等分析。
展開 注塑模熱流道系統常見故障的分析及對策
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、質量穩定等顯著優點， 但曾一度因在使用上易產生故障而影響其廣泛應用。隨著模具工業的技術進步， 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的成敗和制品質量。因此， 對熱流道系統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象的發生。當出現上述故障時， 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模流分析之多材質射出成型、熱流道穩態分析頁簽
?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。
熱流道穩態分析頁簽 (Hot Runner Steady Tab)
用戶可在熱流道穩態標簽下來設定熱流道穩態分析的相關參數 (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)：默認值是根據模型尺寸與成型參數，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%，越高的數值代表越高的公差，計算精度同時也會下降但迭代次數較少。
?熱澆道澆口數量 (Number of hot runner gates)：此數值會從模型數據內自動讀取，這項是為了讓使用者確認熱流道數量無誤，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 
Moldex3D模流分析之如何應用熱流道穩態分析改善多模穴成型流動平衡
Moldex3D 針對熱流道系統仿真量身打造的解決方案──熱流道穩態分析(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，并協助使用者優化多模穴的熱流道設計，評估該熱流道系統的流動行為，例如流率及流動平衡比。熱流道穩態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態分析。
應用一：在不須模擬模穴的情況下，使用熱流道穩態分析優化熱流道設計：
步驟1：新增射出成形項目，網格模型必須含有進澆點、模穴與熱流道。雖然熱流道穩態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，才可在計算參數內設置熱流道穩態功能與啟動相關計算
步驟2：在計算參數內的熱流道穩態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，只需指定進澆點)，取得澆口壓力結果后代入熱流道穩態分析的澆口壓力設定。這種做法可獲得更精確的預測，并節省分析時間。
步驟3：于分析順序設定內選擇熱流道穩態分析，開始分析。
步驟4：開啟熱流道穩態結果記錄文件，檢查各澆口流率與流動平衡比，根據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：熱流道穩態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 Moldex3D模流分析之建準電機應用Moldex3D優化熱流道設計
大綱
建準電機導入Moldex3D進階熱流道模塊，深入探討熱流道內的溫度變化，了解熱流道內部會影響成型效率的環節，并針對熱流道進行改良優化。
現有標準熱流道呈現溫度不足趨勢，塑料過冷形成流動阻力，影響射出行為而造成不穩定之情況。之后針對溫度較低問題進行流道尺寸改良與變更線圈設計，改善熱流道內的冷料現象，最終提升產品生產穩定性及效益。
挑戰
1、系統壓力損失過大問題
2、提升生產效益
解決方案
原設計在充填初期時，料溫在熱澆道內已經呈現偏低趨勢。料溫較低的塑料經過閥澆口時，會影響射出甚至有阻塞風險。優化設計后的熱流道，改變流道尺寸及線圈設計，經實際驗證，射出穩定性高且損失壓力低，證明經設計變更后能有效改善熱流道溫度下降問題，并使穩定性提升，整體的成型效益提高。
效益
1、改善系統壓力損失過大問題
2、找出冷料位置，配合設計變更進行優化
3、 減少實際加工、測試成本
4、最小設計變更下達到最佳效果
5、提升射出穩定性
案例研究
在本案中，建準電機在上機試模時經由機臺回饋曲線，發現有射出壓力過高且不穩定的情況，導致每次射出壓力變化大。建準電機依據廠商提供數據進行Moldex3D進階熱流道分析，希望經由分析能找出熱流道問題點，并進一步優化。
經由塑料流動波前溫度分析發現，熱澆道系統在部分區域波前溫度偏低，溫度場呈現異常情況(時間：EOF)。如圖一所示，熱流道內部箭頭標示位置，呈現塑料流動波前溫度過低趨勢(圖一a)，而熱流道外部也有相同趨勢(圖一b)。
圖一 塑料流動波前溫度分析：(a)熱流道內部；(b)熱流道外部(時間：EOF)
發現熱流道局部低溫的現象與位置后，為了進一步了解此現象的原因，建準電機接著分析填充各階段溫度變化，結果如圖二所示。
展開 基于Meshfree和ANSYS Mechanical的水箱流道的變形仿真分析
1.問題描述及仿真模型
為同時滿足自動掃地和拖地的功能，某品牌掃地機器人配備了電控水箱，通過蠕動泵將水箱內的水帶入到流道中，最終通過流道的出水孔均勻的流出至地面。由于流道是緊密裝配在機構中，受到了一定的約束和力的作用導致其發生了一定的變形，而變形后的流道會影響各出水口的出水效果，各出水口流量分配不均勻導致拖地效果不好。因此，減小流道的變形幅度在流道設計中是一個很重要的問題。本文分別通過Meshfree和ANSYS Mechanical軟件計算同樣約束條件和載荷條件下流道的變形，比較兩款軟件計算結果的精確性與一致性。
仿真模型如圖1所示。
圖1 水箱流道仿真模型
2.Meshfree計算分析
新建一個線性靜力分析，導入建立好的CAD模型。
圖2 建立仿真模型
新建材料ABS，具體材料參數見圖3，并將ABS材料賦予導入的幾何模型。
圖3 定義ABS材料的參數
在流道的進水口和兩個出水口的內壁面施加自由約束，如圖4所示。
圖4 施加約束
在流道的上表面施加向下的均布載荷力5N，如圖5所示。
展開 ANSYS APDL熱分析--換熱器熱膨脹分析(附命令流)
1.項目背景
蒸汽發生器排污熱交換器充分利用余熱、完成熱量轉換的試驗裝置，求結構完整性有著至關重要的意義，而高溫下軸向的熱膨脹是導致結構失效的主要原因之一，因而計算器熱膨脹量至關重要。
2.項目目的
利用ANSYS軟件，建立蒸汽發生器排污換熱器梁單元三維模型，對其在設計溫度下的熱膨脹量進行計算，為后續驗證換熱器裝置的結構完整性提供依據。
3.理論計算
熱膨脹量理論計算公式：
?L=α??T?L
其中：α為熱膨脹系數，△T為溫差，L為管道計算長度
在本實例中，溫差△T：管側為310℃；殼側為268℃
α：12e-6 mm/mm·℃；
L：管側為1500mm；殼側為800mm
計算得軸向熱膨脹量：
?L=310?12e-6?1500+268?12e-6?800=8.153mm
4.計算輸入
熱膨脹分析時，僅需要加溫度載荷，同時將框架底部固定約束即可。
展開 ansys18.2焊接過程分析瞬態熱分析熱應力分析 ￥8.88
ansys18.2焊接過程分析
移動熱源通過插件實現
ANSYS燈具散熱殼穩態熱分析-主分析文件
在200℃及以上的熱導率是170W/m^2*K。
環境一：
設定環境溫度40℃，自然對流系數25W/m^2*℃。自然散熱面是去掉內側面的所有外側面。
發熱量在10個小燈珠區域，總計設為500W。熱對流只設置在外表面。對流系數25W/m^2*℃。
劃分網格，求解最高溫度。
初始溫度Initial temperature溫度設為22℃或者40℃結果最高溫度是130℃。
按照氣體強制對流設置參數80W/m^2*℃，結果最高溫度在75℃。
強制對流，發熱功率20W，最高溫度54℃。
自然對流，發熱功率20W，最高溫度76℃。
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結構二：
散熱貼緊面厚度從1.5mm增長到3慢慢厚，得出的計算結果。
最高溫度143℃（溫度增長13℃）。
設置氣體強制對流系數80W/m^2*℃，最高溫度為85℃。
展開 基于ANSYS WORKBENCH的結構熱耦合分析之摩擦生熱案例（附：源文件和視頻教程）
目前，ANSYS Workbench 中還不能直接完成所有的直接耦合場分析，但Workbench提供了添加命令流的方法，可以幫助用戶完成此類耦合分析項目，對于熟悉APDL語言的使用者而言，可以融合Workbench平臺和APDL的優勢完成數值分析。
本篇文章講解，如何在ANSYS WORBENCH環境通過插入命令流的方式來改變單元類型以完成結構熱耦合分析（以兩個2D矩形塊摩擦生熱為例來進行講解）
01
問題描述
在一個定塊上，有一個滑塊。在滑塊頂面上施加一垂直于表面指向定塊的10MPa的分布力系?，F在滑塊在定塊表面上滑行3.75mm，欲求解因摩擦而產生的熱量，并計算滑塊和定塊內部的溫度分布和應力分布。
定塊的尺寸：寬5mm，高1.25mm，厚1mm
滑塊的尺寸：寬1.25mm，高1.5mm，厚1mm
02
問題分析
關鍵技術分析：
此問題屬于摩擦生熱，不能夠使用載荷傳遞法，而只能使用直接耦合法。這就是說，只能用一個耦合單元來計算摩擦生熱問題。
解決該問題的基本思路如下:
（1）使用瞬態結構動力學分析系統
（2）在該系統中更改單元為PLANE223，它是一個耦合單元，可以完成多種耦合分析，這里使用其結構-熱分析功能。
（3）定義兩個載荷步，第一步將動塊移動到指定位置，第二步保持最終位置，以獲得平衡解。
（4）在求解設置中，關閉結構分析的慣性部分，而只做靜力學結構分析，但是對于熱分析仍舊做瞬態熱分析。
（5）由于使用了瞬態動力學分析，結果中默認是沒有溫度可以直接從界面中得到的。需要自定義結果，提取溫度。
展開 
ANSYS workbench 芯片瞬態熱分析 ￥10
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
你會得到什么：
1、學習芯片的三維模型處理
2、學習芯片瞬態熱分析步的建立
3、學習芯片瞬態熱分析的載荷施加
4、學習芯片瞬態熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 芯片瞬態熱分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
ANSYS穩態熱分析
燈殼散熱，相同參數ANSYS計算。選用AL材料，對流系數是曲線值。而SW中熱導率是170W/m^2*K
發熱量在10個小燈珠區域，總計設為500W。熱對流只設置在外表面。對流系數25W/m^2*℃。
初始溫度Initial temperature溫度設為22℃結果，最高溫度是130℃。
初始溫度Initial temperature溫度設為40℃結果依然是最高溫度130℃。
SW中近似條件下，最高溫度122℃。熱量總數500W。
SW中近似條件下，最高溫度122℃。熱量按條目是50W。
ansys 熱分析
因此在電源線外線尼龍內側增加電輔熱，保證電源線大于-20℃。
本文通過仿真分析電線輔熱需要的電加熱功率。在-26℃環溫，主線不通電情況下，自然對流換熱系數為(5~10) W/(m2.K) (無外界通風干擾)范圍內電加熱最高溫度不超過80℃；銅芯最低溫度不低于-20℃。
本文包括以下內容
1、穩態計算需要的電加熱功率
2、瞬態計算斷電后溫度降低過程
3、瞬態計算靜置后溫度升高過程
圖1-1 升溫過程
圖1-2 放熱過程
圖1-3 穩態
圖1-4 計算案例
二、計算過程
2.1 結構和網格
如圖2-1所示是電線加熱示意圖，整體處于1mm厚度的尼龍PA6保護下，主線有1.8mm絕緣層PVC保護，銅芯與絕緣層之間尚有距離，認為是空氣。由于實際情況電加熱與主線會有接觸，因此模型設置也有部分接觸，如圖2-1所示。
材料參數見表1.
圖2-1 模型示意圖
圖2-2 網格
2.2 穩態熱分析
首先輸入邊界條件，
圖2-3 steady-state thermal→insert→convection輸入自然對流換熱系數
圖2-4 首先輸入5W/(m^2.K)，環境溫度為-26℃
圖2-5 再輸入電加熱量64961W/m^3
圖2-6 結果處理，顯示溫度分布圖和熱流分布圖
圖2-7 最終狀態并點擊solve進行計算
2.2 瞬態熱分析
靜置開啟電加熱初始溫度為-26℃
斷電后開啟電加熱初始溫度假設為30℃
首先是靜置開啟電加熱設置
圖2-8 設置初始溫度-26℃
圖2-9 設置計算時長為15000s
其余設置類似穩態熱分析
圖2-10 設置最終結果圖
同樣的設置斷電后開啟電加熱，初始溫度為30℃。
展開 【Ansys線上直播回看】Ansys電子產品熱可靠性分析解決方案
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根據權威機構統計，電子產品的失效有55% 是跟溫度相關的，因此熱可靠性分析對于電子產品來說至關重要。如何準確地獲取溫度是熱可靠性分析的前提，Ansys Icepak 的多物理場解決方案具有獨特的優勢。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
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