注塑CAE分析的网格模型的优化研究噪音计涂布胶辊电能表门窗插销焊锡线x

注塑CAE分析的格模型的优化研究

注塑CAE常用的数值解法有边界单元法、有限单元法和有限差分法等，但这些解法都需要对所建立的模型进行单元格划分，格的好坏、疏密直接关系着CAE分析的效率。因此，格模型的优化就成为CAE分析的一个关键环节。

一、几何模型的简化

由于软件功能的不同要求，注塑CAE模拟分析的格模型往往与CAD设计的模型不完全一样，通常为了更为有效地进行模拟分析，在进行CAE的模型构建过程中，往往需要对模具的CAD模型中的一些细节进行简化运算。

(1)为分析计算方便，制件的各部分可以用一定厚度的中心面或外(内)表面来代替，将制件简化为由各个单层面组建而成的实体。

(2)忽略与主体特征不在一个数量级上的小尺寸几何特征。制件中常常出现尺寸相对格尺寸小的圆角、小倒角、螺纹、通孔或凸起等特征，简化处理时可以直接删除这些小特征。模拟分析的准确性不变，但为后续的格处理减少工作量起重设备，模拟的分析量也大大减少，可以缩短70%的模型准备时间和50%的计算时间。

如图1为圆角删除前后纵横比比较(最长边与该边的高之比值，比值越小，模拟分析越准确)，从图中可以看出，删除圆角前后格的最大纵横比分别是8147和12.54，可以看出右图的格质量有了明显的提高。

图1 圆角对格划分的影响

但出现以鲟鱼养殖下两种情况的几何特征不可删除：①当被删除的几何特征位于流动路径的末端，且末端的料温接近塑料的转变温度时，则被删除几何特征处存在充填不足的可能;②当制品外观处几何特征要求较高时，则这些几何特征不应被删除，否则无但是高本钱和加工难度限制了其在乘用车大范围生产的利用法预测这些几何特征处应有的气穴和熔接痕位置。

(3)建立CAE分析模型时，如果主流道、分流道、浇口、冷却水管等采用非圆形截面，通常引进相当直径d与形状因子f两个参数，并通过这两个参数的设定将非圆形截面转化为圆形截面，以简化设计与运算，而不影响模拟分析的准确性。

其中：

其中，S非圆形截面——非圆形截面的周长，L非圆形截面——非圆形截面的周长。由定义可知，f一般不小于1，越参与预登记便可免费获得价值50元的门票大说明横截 面越不规则，它所产生的冷却效果和流动阻力大。

(4)在设计中，常遇到某部分的截面设计不规则，如图2所示，引进相当厚度t与形状因子f两个参数，将不女士睡衣规则的横截面转化为规则的横截面，以降低CAE的分析量。

二、格模型的构建

通常CAE分析为主流道、分流道、浇口和冷却管道等建立一维格，这种格模型的流动模拟仅沿轴线方向流动。而模具型腔则需从计算时间、计算精度等方面考虑采用中面模型、表面模型或实体模型。

1.格类型的选择

格模型有中面模型，表面模型和实体模型三种。三种模型的分类及适用选用见表1。

2.格密度的选择

(1)对分析时间的影响。经过大量的模拟试验表明：随着格数目的增加，计算时间呈指数增长，而计算结果的精确性提高却很有限。以实际的模拟分析为例，相同的计算模型，在机器配置和分析内容完成同样的情况，采用不同的格数进行分析，对比计算时间和计算结果之一的压力情况，表2表明了格数与计算时间、计算精确性的关系。

(2)对分析结果的影响。①迟滞效应。如图3在某些情况下，为了引导流动或者人工平衡流道时，需要利用迟滞效应，此时格要足够密。②熔接痕。在两个或更多的相连的节点处能够预测到熔接痕，所以熔接痕对于格的密度是非常敏感的。粗糙的格通常会得到错误的熔接痕分布状况。如图4，当格粗糙时，熔接痕预测不准确，当格较密时，熔接痕的弹性档圈预测较准确。③气穴。气穴的产生常常是由于厚度的改变发生迟滞效应而产生的。在图5里，可以看出，较密的格可以预测气穴的产生。这是因为在粗糙的格里，薄壁部分没有预测到迟滞现象，但是较密的格中则预测到了迟滞现象。

从上面的讨论，可以得出格密度选择的原则是：保证计算精度的前提下，采用尽量少的格数目，以提高计算效率，降低计算成本。

三、结束语

被分析模型的钢厂本日多以观望为主格划分和修改是MPI分析前处理中最为重要的，同时也是最为复杂、繁琐的环节，需要对系统自动划分好的格进行长时间处理。因此，在保证分析精度的前提下，格模型的优化将更为重要。(end)