成型過程仿真的案例
直縫埋弧焊管粗彎過程仿真方案
針對直縫埋弧焊管過程中徑厚比較大時，常出現板邊不直成波浪狀，影響生產進度和效率的問題。本文提出了模具移動和產品移動兩種仿真分析方法，對鋼管的成型過程進行仿真，來了解鋼管成型的內應力變化規律和影響因素，并通過實例化的仿真分析設置和計算，驗證了這兩種方法的可行性。
1、項目來源
中石化石油機械股份有限公司沙市鋼管分公司是國內石油、天然氣行業生產螺旋埋弧焊、直縫埋弧焊鋼管及玻璃鋼抽油桿的重點骨干企業。工廠擁有一條進口直縫埋弧焊管生產線，生產鋼管外徑范圍為φ219-610，壁厚為4-19.1，徑厚比區間為16:1～73:1。在實際生產過程中發現，當鋼管徑厚比越大時，鋼卷板邊在成型時越不穩定；如生產品φ406.4×5.6mm的鋼管時，鋼管的徑厚比已達接近機組設計上限，常出現板邊不直成波浪狀，使得無法正常焊接，影響生產進度和效率。因此需要對鋼管的成型過程進行仿真分析，研究鋼管成型的內應力變化規律和影響因素，解決板邊波浪問題，提高鋼管成型質量。實際鋼管的生產過程有彎邊和精成型兩個板型較化較大的區域，本次仿真分析針對彎邊區域進行仿真分析。
2、仿真設計方案
根據現有設備的結構特點，本項目仿真分析的對象是鋼帶的大變形仿真，里面有材料的彈塑性等非線性的材料受力特性，同時本項目的研究對象實體較大，產生的網格數量多，物體運動速度快，設備內部的受力情況不是十分清楚、難以量化。
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針對直縫埋弧焊管過程中，徑厚比較大時，常出現板邊不直成波浪狀，影響生產進度和效率的問題。對鋼管的成型過程進行仿真分析，研究鋼管成型的內應力變化規律和影響因素，解決板邊波浪問題，提高鋼管成型質量。本文提出了模具移動和產品移動兩種仿真分析方法，并通過實例化的仿真分析設置和計算，驗證了這兩種方法的可行性。
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直縫埋弧焊管粗彎過程仿真方案
概述： 針對直縫埋弧焊管過程中，徑厚比較大時，常出現板邊不直成波浪狀，影響生產進度和效率的問題。本文提出了模具移動和產品移動兩種仿真分析方法，對鋼管的成型過程進行仿真，來了解鋼管成型的內應力變化規律和影響因素，并通過實例化的仿真分析設置和計算，驗證了這兩種方法的可行性。
正文：
1 項目來源
中石化石油機械股份有限公司沙市鋼管分公司是國內石油、天然氣行業生產螺旋埋弧焊、直縫埋弧焊鋼管及玻璃鋼抽油桿的重點骨干企業。工廠擁有一條進口直縫埋弧焊管生產線，生產鋼管外徑范圍為φ219-610，壁厚為4-19.1，徑厚比區間為16:1～73:1。在實際生產過程中發現，當鋼管徑厚比越大時，鋼卷板邊在成型時越不穩定；如生產品φ406.4×5.6mm的鋼管時，鋼管的徑厚比已達接近機組設計上限，常出現板邊不直成波浪狀，使得無法正常焊接，影響生產進度和效率。因此需要對鋼管的成型過程進行仿真分析，研究鋼管成型的內應力變化規律和影響因素，解決板邊波浪問題，提高鋼管成型質量。實際鋼管的生產過程有彎邊和精成型兩個板型較化較大的區域，本次仿真分析針對彎邊區域進行仿真分析。
2 仿真設計方案
根據現有設備的結構特點，本項目仿真分析的對象是鋼帶的大變形仿真，里面有材料的彈塑性等非線性的材料受力特性，同時本項目的研究對象實體較大，產生的網格數量多，物體運動速度快，設備內部的受力情況不是十分清楚、難以量化。因此，針對研究對象，我們提出仿真方案：鋼帶成型過程中，輥子壓著鋼帶轉動，各輥子的速度是不同的，鋼帶經過輥子逐漸變形成圓管形狀，在這個過程中可以認為輥子沒有變形，而只有鋼帶發些變形。故在有限元仿真過程中可設所有的輥子為剛性體，鋼帶為柔性變形體。
3 仿真模型
3.1 幾何建模處理
根據鋼帶在彎邊區成型時各輥的空間位置，塔建彎邊區域的空間三維模型。
展開 結構力學分析（靜力、動力、疲勞）、多體系統仿真、鑄造/成型過程模擬算法分析，及工作站硬件配置推薦
多體系統仿真
核心算法: 常微分方程（ODE）組的數值求解。
原因：將機械系統（如汽車的懸架、機器人的手臂）抽象為一系列由運動副連接的剛體或柔體，建立描述其運動的動力學方程組，然后用數值積分方法（如龍格-庫塔法、Newmark法）求解系統隨時間變化的位移、速度和加速度。
計算特點:
順序性較強: 數值積分過程是按時間步順序進行的，單次仿真的并行化難度高于FEM/CFD。
規模相對較小: 與FEM/CFD的千萬/億級網格相比，MBD的自由度數量通常在幾千到幾萬量級。
對CPU主頻敏感: 求解器內部大量的邏輯判斷和串行計算，使得CPU的單核性能（高主頻）對整體速度影響很大。
計算平臺:
- CPU多核計算 (主要平臺): 現代MBD求解器（如 Adams, Simpack, RecurDyn）通過并行化不同子系統或函數的計算來利用多核，對于包含大量柔體或復雜接觸的系統，多核加速效果明顯。
- CPU單核計算 (重要影響因素): 對于大多數常規MBD分析，CPU的主頻依然是決定性因素之一。高主頻的CPU能顯著縮短單次仿真時間。
- GPU計算 (較少應用): 由于其算法的并行度不如FEM/CFD高，GPU在MBD領域的應用相對較少，不是主流。
3. 鑄造/成型過程模擬
涉及算法:
- 核心算法: 計算流體動力學 (CFD) + 隱式有限元法 (FEM) 的多物理場耦合。
- CFD部分 (有限體積法): 用于模擬熔融金屬/塑料的充填、流動過程。
- FEM部分 (隱式有限元法): 用于模擬冷卻、凝固、相變過程，以及由此產生的熱應力、變形和殘余應力。
計算特點:
- 計算密度極高: 這是所有仿真中計算最密集的領域之一。它同時包含了CFD的流體計算和FEM的傳熱/結構計算。
展開 
基于SOLIDWORKS Plastics的塑膠成型仿真分析【轉載學習】
以常見的塑膠產品外殼為研究對象，應用SOLIDWORKS Plastics對產品的注塑成型過程進行仿真。在產品開發前期對產品進行澆口位置、數量、成型壓力、填充時間、冷卻時間、冷卻水路排布及翹曲進行預測，同時評估產品熔合線、包封等缺陷，從而減少試模次數，縮短開發周期，進而降低成本。
一 引言
塑膠由于其重量輕，強度高，價格低而被廣泛地應用在家電、儀器儀表、電線電纜、建筑器材、通訊電子、航天航空、日用、玩具及汽車等行業。但是由于涉及到高分子材料性能，成型工藝，模具設計及注塑機等多方面的原因，在實際的注塑成型中經常會出現一些缺陷，如短射，縮痕，燒焦及飛邊等。大多數的工程師會根據經驗去設計產品或模具，經常要經過多次的試模，修模才能滿足注塑成型的需求，這樣會造成了開發周期長和成本過高的問題。因此，我們可以利用CAE的技術，模擬整個注塑的整個過程以及預測成型后產品的缺陷。本文以SOLIDWORKS Plastics對某產品外殼進行模擬分析，并根據分析結果進行優化。
二 SOLIDWORKS Plastics注塑模擬
SOLIDWORKS Plastics是一款基于SOLIDWORKS平臺的模流分析軟件。它可以模擬塑料制品在注塑成型過程中的流動，保壓和冷卻過程，預測產品的殘余應力分布、纖維的排向、收縮和翹曲變形等，幫助設計人員及早發現問題，減少試模及修模次數，幫助我們縮短產品的上市周期，提高市場競爭能力。其分析流程如圖1。
圖1 分析流程
2.1 3D 模型
2 3D模型
圖2 所示為某產品的外殼3D模型，采SOLIDWORKS建立模型，無需數據的轉化，可以直接切換到SOLIDWORKS Plastics進行模流分析。產品要求外觀光滑，設計澆注系統，確定合理的注塑成型條件。
展開 爆炸成型彈丸成型過程中的斷裂數值模擬
為研究爆炸成型彈丸(EFP) 軸向斷裂機理，采用有限元分析軟件LS-DYNA，引入Johnson-Cook 失效模型及自適應算法，對典型EFP 裝藥結構不同外曲率球缺形藥型罩OFHC 銅EFP 成型過程中的斷裂進行數值模擬，并
通過實驗進行驗證。
研究成果發表在兵工學報中，詳細見：
丁力, 蔣建偉, 門建兵, et al. 爆炸成型彈丸成型過程中的斷裂數值模擬及機理分析[J]. 兵工學報, 2017(03):4-10.
同時在 "2018年爆炸力學會議" 進行了專題匯報。詳細見：
丁力(*), 張先鋒, 蔣建偉. 鉭爆炸成型彈丸成型過程中斷裂機理分析[C]. 第十二屆全國爆炸力學學術會議縮編文集, 桐鄉, 2018:25.
爆炸成型彈丸成型過程中的斷裂數值模擬及機理分析.pdf
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展開 LSR 之材料特性與成型過程介紹
LSR 之材料特性與成型過程介紹
■型創科技/ 劉文斌 技術總監
液態硅烷橡膠的特性
液態硅烷橡膠(Liquid Silicone Rubber, LSR) 是種無毒、耐熱性、具高回彈性的柔軟熱固性材料，其流變行為的主要表現為具低黏度、可快速固化、剪切稀化現象以及較高的熱膨脹系數值。LSR 是以鉑金(Pt, Au)作為催化劑的兩液型快速固化材料，可采射出成型加工方式來成型，射出成型方式可達到大量制造、快速交聯固化，以及可重復性的穩定生產等加工優點。
圖1：液體硅橡膠是一種堅固，柔韌的材料，可以很好地保留其記憶力
LSR 塑料的射出產品具備較好的熱穩定性、抗寒性與優越的電氣絕緣性，燃燒時也不會產生有毒物質。LSR 塑料的應用領域極廣，舉凡健康用品、汽車、嬰兒用品、醫療用具、潛水用品、廚房用具，以及密封性應用產品等，LSR 塑料都是在現階段生產設計中不可取代的材料。
LSR 的成型加工制程
液態硅橡膠LSR 的成型加工只需要三個步驟：「計量混合」、「模塑成型」、「熟化定型」。液態硅橡膠LSR 具優異的流動性，在模具中固化后具有堅固性和柔韌性，使LSR 射出產品可進行非常態的細部結構與倒扣等設計，這是其它射出材料，如塑料或熱塑性彈性體等所無法做到的。LSR 通常是以射出機射出成型，其成型設備與熱塑性塑料常用的加工設備相似，但對于細部的要求卻不全然相同。
圖2：交聯決定了熱固性材料的許多特性，如強度，穩定性和耐熱性
LSR 塑料為雙液型或雙成份組成的液態原材料，分A液成份和B 液成份，市售包裝最常使用是20 公斤（約5 加侖）提桶或200 公斤（約55 加侖）圓桶包裝。
展開 影響成型過程要素探討，你怎么看？
注塑成型充填詳細過程
射出：
自充填開始，到完成體積充填階段
受到射出速度，料筒溫度，模溫，材料流動性， 射出壓力，射出時間及位置的影響。
主要影響成品的外觀，結構。
補縮：
射出結束后，繼續壓擠塑料進入模腔到適當的量的階段。
受切換位置/射出時間和射出壓力的影響。
影響產的的完整性（形狀表面，尺寸精度），產品批鋒，重量等。
保壓：
補充模腔內材料收縮及維持塑料不從澆口逆流的必要階段。
受模溫，保持壓力，保持時間及澆口大小的影響
影響成型成品重量，尺寸，真空泡，凹陷等。
成型收縮解析：（尺寸變化）
進入模腔內的熔膠，在其內壓回降到一個大氣壓后，將開始發生收縮，但因模腔內壓及比容分布的差異，使得模腔各不同位置開始收縮的時機及收縮率大小均有所不同。
定義：在成型后24-168小時內，并在23℃±2 ℃的環境下，量測成型品對其模腔尺寸差異量的百分比稱為成型收縮率。在168小時以后成型品如再發生收縮，這部分就被稱為后收縮。
展開 精密注塑成型：揭秘腫瘤激光消融器的研發過程
這款激光消融器，就是由北京化工大學英藍實驗室王建教授團隊參與研發，突破了塑料制品精密注塑成型的關鍵難題。讓我們一起來看看它的研發過程。
三維深沖壓的成型過程
三維深沖壓的成型過程
三維深沖壓的成型過程
三維深沖壓的成型過程三維深沖壓的成型過程 案例
Moldex3D模流分析之成型過程中的塑化設定
4.圖片：
此顯示在成型過程中成型機臺接口上所顯示的射出設定。點擊+按鈕以上傳相關射出設定圖和訂定標題。上傳完成后將鼠標移至圖片上以 預覽、下載 或 刪除 圖片。
保壓 ( Packing )
此顯示成型過程中的 保壓 設定。用戶可以點擊 單位 > 進階設定以自定義保壓設定的單位。
管理功能 > 試模 > 檢視 > 開始試模／檢視 > 成型紀錄 > 保壓
在 管理功能 > 試模 > 檢視 > 開始試模／檢視 > 成型紀錄 > 保壓 的項目：
1.保壓段數：
此顯示在每個區段的保壓設定。在下拉選單中選擇一個數字，并在下方輸入個別的值，項目包含 時間、壓力 和 速度。
注意：在字段底下的 CAE 數據為建議段數。
2.圖片：
此顯示在成型過程中成型機臺接口上所顯示的保壓設定。點擊+按鈕以上傳相關保壓設定圖和訂定標題。上傳完成后將鼠標移至圖片上以 預覽、下載 或 刪除 圖片。
展開 注塑成型過程時產生氣體與模具有關系嗎？
④樹脂中某些添加劑，揮發或化學反應生成氣體(如熱固性塑料成形時，不僅塑料本身含有水分和揮發成分，而且在固化過程發生縮聚反應，產生縮合水和低分子揮發氣體)。
⑤樹脂中殘余氣體。
模具排氣不良的后果：
① 氣體經受大的壓縮而產生反壓力，而這種反壓力增加了熔融料體充模流動的阻力，阻止熔融塑料正常快速充模，使模具型腔不能充滿，導致塑料棱邊不清。
② 制品上呈現明顯可見的流動痕和熔合縫，制件力學性能下降。
③ 氣體壓縮后，會滲人到塑料內層，使塑料產生銀紋、氣孔、組織疏松、剝層等表面質量缺陷。
④ 型腔內氣體受到壓縮后，產生熱量而使塑料局部溫度上升，塑料熔體分解變色，甚至燒焦碳化。
⑤ 排氣不良，降低充模速度，增加了制件成形的周期(尤其是高速注塑)，嚴重影響生產效率。
展開 基于SimuFact.Forming 的高煎鍋成型過程分析
SimuFact.Forming是一款非常優秀的鍛壓分析軟件，前身為MSC公司的SuperForge和SuperForm，后來出售給了德國的公司，是市場面上唯一一款同時支持有限元和有限體積法的鍛壓分析軟件；這幾年版本的更迭速度較快，目前以有限元法求解為主，主要求解器為MSC.Marc；MSC公司最近10年的步伐有點緩慢，求解器的更迭速度有點遲緩，但是作為前處理的SimuFact.Forming GUI,筆者認為是目前市面上最容易操作的鍛壓分析軟件；
煎鍋、炒鍋等是我們日常常用的烹飪工具，其成型方式一般在薄板鍛壓，雖然看起來簡單，但是薄板的變形其實是非常困難的，最后1mm變形，往往成型力是直線上升的，在成型過程中，模具容易開裂，產品表面容易有折疊痕跡，為了不影響產品外觀而且保證模具的壽命，就有必要對其成型過程進行分析，使用最優的成型工藝進行加工制造！
材質：AL3100
成型方式：冷擠壓
主要模具如下：
模具的構造簡單，直接鍛壓即可！
分析軟件：SimuFact.Forming
分析類型：2D 軸對稱 冷擠壓
求解器類型 FE
從產品的特點看，使用2D的截面分析就足以保證分析質量了，這是一個標準的軸對稱結構，如果使用3D分析，會花費幾十倍的時間，而且結果和2D基本一致！
展開 注塑成型過程中如何防止塑料熔體破裂？
注塑機又名注射成型機或注射機。它是將熱塑性塑料或熱固性塑料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設備。
注塑機按照注射裝置和鎖模裝置的排列方式，可分為:立式、臥式和立臥復合式注塑機。
臥式成型注塑機
《臥式成型注塑機工作原理》
2.立式成型注塑機
《立式成型注塑機工作原理》
二、注塑成型加工簡介
眾所周知，當熔體在高速，高壓條件下注入容積較大的型腔時，極易產生熔體破裂現象,此熔體表面出現橫向斷裂，斷裂面積為粗糙地夾雜在塑件表層形成流痕。特別是少量熔料直接注入容易過大的型腔時，熔體破裂更為嚴重，所呈現的流痕也就越大。
熔體破裂的本質是由于高聚合物熔料的彈性行為產生的，當熔料在料筒中流動時，靠近料筒附近的熔料受到筒壁的摩擦，阻力增大，熔料的流動速度減小，熔料一旦從噴嘴注出,管壁作用的阻力消失，而料筒中部的熔料流速極高，筒壁處的熔料被中心處的熔料攜帶而加速，由于熔料的流動是相對連續的，內外熔料的流動速度將重新排列，趨于平均速度。
在此過程中，熔料將發生急劇的應力變化從而產生應變，因注射速度極快，所受到的應力特別大，遠遠大于熔料的應變能力，導致熔體破裂。
《產品注塑加工過程》
如果熔料在流道中遇有突然的形狀變化，如直徑收縮，擴大以及出現死角等，熔料在死角處停留和循環，它與正常熔料的受力不同，剪切形變較大，當其混入正常流料中注出時，由于兩者的形變恢復不一致，不能彌合，若懸殊很大，則發生斷裂破裂，其表現形式也是熔體破裂。
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