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2013-07-19 by:ProE/Croe学习中心 来源:仿真在线
proe与ANSYS集成实现的压铸模具温度场仿真
压铸模具是现代制造业的重要工艺装备。在生产中,其温度场及热应力场为非稳定状态,即随时间变化,各性能参数均发生改变。生产实践证明,压铸模具设计、制造完成之后,即使发现错误。也难以进行较大的修改。所以在模具设计之前就采用数值模拟技术。预测各部位的温度场和热应力场分布及其变化规律。对于优化压铸模具结构设计,提高铸件质量,延长模具使用寿命,降低成本,加快产品的升级换代,均具有重要意义。计算机数值模拟技术的应用,为控制压铸模具温度场及热应力场提供了有效的途径。
压铸模具有限元分析所涉及的实际铸件。其形状都非常复杂,以致数值模拟的前处理阶段,即实体造型和网格剖分往往花费大量时间.影响了计算的精度和效率。因此,迅速而准确地进行实体造型及单元剖分。并使单元剖分与模具和铸件结构形状和数学模型相协调。对提高模拟分析结果的真实性和实用性有着重要的意义。
ANSYS软件是美国ANSYS公司开发的大型通用有限元分析程序,其分析功能强大。并能有效的求解温度场、散热场以及多场耦合问题;但其实体建模功能有限,只能处理一些相对简单的模型,难以胜任形状复杂的铸件造型。proe是美国PTC公司开发的专业CAD软件,是一个基于特征的实体造型系统。其主要功能在于能进行便捷的参数化设计。通过proe可以快速方便的建立形状复杂的模型。虽然它带有CAE模块,但相比专业的CAE软件还略有不足。因此可行的解决方案是结合两者的优势,在proe中建模,获得尽量逼近真实铸件形状的模型。然后导入ANSYS中进行模拟分析。这样,就可利用压铸模具的温度场仿真来解决实际的工程问题。
1 ANSYS与proe的集成
为将ANSYS直接集成在proe中,使proe生成的模型能完整的导入到ANSYS中。需将ANSYS与proe的接口进行如下的设置:
(1)在同台计算机的同一操作系统下安装有proe和ANSYS两种软件:
(2)保证上述两种软件的版本兼容,proe的版本不得高于同期的ANSYS的版本:
(3)ANSYS 10.0必须和proe wildfire2.0相连:
(4)操作路径为:开始→程序→ANSYS→ANS ADSNUtility→Configuration options→Configuration Connection for proe。单击OK→选择ANSYS Product→Work space;选择Graphics device name(NT:Win32)给Language used with;选择proengineer installation path,选择megabytes(128)OK;proengineer:usascii,单击OK完成连接。
(5)运行proengineer并配置config.pro;
(6)打开proe,菜单栏就会出现:“ANSYS 10.0”选项,ANSYSConconfmg和“ANSYS Ceom”表明ANSYS已经集成在proe之中。
(7)创建一个新零件后,通过执行proe中part菜单下的“ANSYSCeom”,就开始传输;或者是在ANSYS执行File\Import\proe导人文件。
将ANSYS直接集成在proe之中,整个转换过程可以在不脱离proe和ANSYS这两个软件的情况下进行,从而实现了proe和ANSYS无缝连接。这种连接方式导人的模型不会发生变形和线面的丢失,分析计算的精度高。
2 基于集成平台下的压铸模具温度场的有限元分析
一用于铸造工字形梁的压铸模具。其实体造型如图1所示,模具总跨度为0.5m。已知钢水充型前。型腔初始温度为25℃,其周围空气温度为25℃。模具材料与钢的性能参数如表1、2所示,空气对流系数为65W/(m2·℃)。用ANSYS模拟模具与铸件的温度场分布。
2.1 进行有限元分析的前处理
(1)用proe的造型功能模块完成铸造工字形梁的模具的三维造型。为了便于集成环境下的ANSYS进行单位的处理,在proe中制作的铸造工字形梁的模具模型统一使用国际单位制。
(2)模型的导入,在proe中直接启动ANSYS。proe完成建模以后,直接单击主菜单的“ANSYS 10.0”、“ANSYSCeom”。系统会自动打开ANSYS,使用“plot”菜单中的“Volumes”选项,就可以将实体模型显示出来。
(3)网格划分(建立有限元模型)。网格划分是建模中非常重要的一个环节,网格划分的好坏将直接影响到计算结果的准确性和计算进度,甚至会因为网格划分的不合理而导致计算不收敛。图3为划分网格后的模型。
(4)设置材料属性。在材料属性对话框中,设置模具材料和钢的性能参数。
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