搜索【模具设计】如何看懂模具Moldflow模流分析報告
2016-11-23 by:CAE仿真在线 来源:互联网
模流分析简介
模流分析(Mold Flow):
模流分析,就是利用现在的CAE软件(Moldflow, C-Mold, Z-Mold等),对塑料件的注塑、保压、冷却以及翘曲等工艺过程进行有限元模拟。
有限元分析基本步骤:
• 前处理:
首先把通过有限元网格,把连续的零件离散化。用有限个容易分析的单元来描述复杂的对象,单元之间通过有限个节点进行连接。
• 有限元求解:
根据用户设定的边界条件,通过流体力学、热力学以及状态方程等组成的线性方程组进行求解。
• 后处理:
把有限元求解的数值结果通过等值线、云图以及动画等形象的方式显示出来。
•提供分析报告:
把有限分析结果按照客户需求已报告的方式提供给客户。由于有限元分析不可避免的存在一些误差,需要在分析报告中对分析结果进行评估。
Moldflow的计算方式
• 模具内熔体的前端不断前移来连接各节点。
• 熔体不断填充相邻的节点,直到零件上所有的节点都被填充。
• 熔体和模具接触时会形成一个凝结层。
Moldflow中的前处理
• 目前主流的模流分析软件是Moldflow,该软件只接受三角形单元以及四面体单元。
• 高质量的有限元网格是有限元分析精度的保障。
• 对于注塑件,在Moldflow主要有以下三种网格划分方式:中性面、双面流、3D实体。
网格质量检查:
1)不能存在自由边界。
2)双面流分析,上下表面的网格匹配率必须达到90%。
3)三角形单元的边长比:平均<3:1,最大<6:1。
4)网格之间没有交叉和重叠。
5)网格的大小。
不好的有限元网格:
1)影响计算精度。
2)错误的计算结果。
3)计算无法进行。
分析输入——定义浇口类型
分析输入——定义流道系统
•定义主流道以及分流道的尺寸
•在Moldflow中做出流道系统
分析输入——定义冷却系统
•定义冷却系统尺寸
•定义冷却液类型
•在Moldflow中做出冷却系统
分析输入——定义注塑参数
分析输入——定义材料参数
填充分析----注射/保压切换
注意:
注射、保压切换应该在注射完成95%~99%之间。
影响:如果注射量小于零件体积的95%,可导致保压不足。即部分区域会因填充不足而出现缩印、缺料等缺陷。
填充分析----压力分布
注意:
检查模流末端的压力分布情况:压力分布最好平衡、对称。检查最大注塑压力是否<10,000PSI(1PSI=6.8949KPA) 。
影响:不平衡的压力分布可能会使制件材料收缩不一致,更高的残余应力,甚至可以导致部分区域的保压不足或过保压。
填充分析----熔体前端温度
注意:熔体前端温度的变化应该小于30F。
影响:过高的温度变化可以导致零件内部产生残余应力,而残余应力的存在会导致零件发生翘曲。
填充分析----浇口处的最大剪切率
注意:
最大剪切率不能超过材料的许可值。
影响:如果注射时剪切率超过材料的最大剪切率,可以使材料在注射过程中发生降解,出现黑点、白斑等许多意想不到的缺陷。
填充分析----零件剪切应力
注意:
零件内部的最大剪切应力不应该超过材料的许可值。
影响:如果零件内部的最大剪切应力超过材料的许可值,可能导致一系列的表面缺陷。
填充分析——融接痕
注意:
融接痕的长度尽量短,数量尽量少。
融接痕尽量不要在A面以及承载结构上。
水平的融接痕比垂直的融接痕好。
融接痕要和融接温度一起进行评估。
影响:
融接痕可以导致表面缺陷。
融接痕可能导致零件的强度降低。
填充分析——气穴
注意:
气穴应该都分布在零件的边界上。
存在气穴的位置应该在模具上添加排气槽。
应该避免在零件的A面上出现气穴。
影响:
气穴可能使制件没有被完全填充,零件内存在气孔。
气穴可能导致燃烧,使零件上出现烧焦的现象。
保压分析——保压压力
注意:
注射压力>=80%*保压压力。
影响:过低的保压压力可能是零件无法打满。
保压分析——喷嘴处的压力分布
注意:
注射压力峰值最好和注射/保压切换时的压力值相等。
影响:注射压力峰值最好和注射/保压切换时的压力值的不平衡就意味着注射过程的不平衡。零件内部可能会因此而产生内应力。
保压分析——保压时间
注意:
保压时间应该大于浇口100%冷却的时间。
影响:如果保压时间小于浇口100%冷却时间,可能会导致零件保压不足,出现表面缺陷。
如果在浇口100%冷却后仍然继续进行保压。此时的保压不会对零件产生任何影响,只会浪费工时,增加成本。
保压分析——锁模力
注意:
最大锁模力不应该超过用于生产该零件的注塑机的最大锁模力。
影响:最大锁模力如果超过用于生产该零件的注塑机的最大锁模力,可能在零件上产生飞边。
保压分析——体积收缩
注意:
制件收缩率的目标值应该是模具收缩率的3倍。
影响:如果制件收缩率大于模具收缩率的3倍,零件可能会出现意想不到的翘曲。需要进行专门的翘曲分析。
保压分析——缩印深度
注意:
缩印的目标深度为0.1mm。
影响:如果缩印的深度大于0.1mm,在非皮纹面上将会出现可见的缩印。
冷却分析——冷却液流速
注意:
供应商的设备必须能过满足所需的冷却液流速。各回路中的最大流速不应该大于平均流速的5倍。
影响:如果供应商的设备达不到所需的流速要求,可能使零件不能充分冷却。如果回路中的最大流速大于平均流速的5倍,实际的冷却效果将和计算分析结果差异较大,会对冷却造成意想不到的影响。
冷却分析——模温变化范围
注意:
模温的变化范围应该小于30F。模温应该在设定值附近。
影响:模温的变化范围大于30F会在制件内产生残余应力,从而导致零件发生翘曲。
冷却分析——上下模模温差
注意:
上下模模温之差不应该超过20F。
影响:如果上下模模温之差超过20F可能会使零件发生翘曲。
冷却分析——冷却液温度
注意:
冷却液的温度变化应该小于5F。
影响:冷却液的温度变化过大意味着流道设计或流动参数设置存在问题,从而导致制件的热传递存在问题。
冷却分析——冷却液雷诺数
注意:
为了保证冷却系统产生湍流,最小雷诺数应该大于10,000。
影响:当雷诺数低于10000时, 就不能确保冷却液的流动状态为湍流。而如果达不到湍流的要求,系统的热传导效率就会下降。
翘曲分析——X方向变形
注意:
影响制件收缩的主要因素因该是由材料的收缩引起的,而不应该是由冷却不充分、分子取向等因素造成的。
影响:过大的变形可能导致制件不能满足尺寸要求。
翘曲分析——Y方向变形
注意:
影响制件收缩的主要因素因该是由材料的收缩引起的,而不应该是由冷却不充分、分子取向等因素造成的。
影响:过大的变形可能导致制件不能满足尺寸要求。
翘曲分析——Z方向变形
注意:
影响制件收缩的主要因素因该是由材料的收缩引起的,而不应该是由冷却不充分、分子取向等因素造成的。
影响:过大的变形可能导致制件不能满足尺寸要求。
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