注塑分析系统的结构和原理.ppt

塑料注射成型过程的有限元求解 用精确分析方法对它们求解是一个棘手的任务。 有限元方法是在变分法或加权余量法基础上，采用分块逼近的思想而形成的系统化的数值计算方法。分块逼近是有限元方法的核心，它包含两方面的内容：—是“分块”，就是将求解区域划分成若干块子区域，即单元。二是“逼近”，就是在各个单元中选择合适的近似函数去替代求解函数。 塑料注射成型过程的有限元求解 利用变分原理，将微分方程变换成一个等效的变分式 。 对每一个有限元运用插值理论的概念推导近似函数。 近似函数是一个线性的代数多项式组合，来表达一个任一连续的函数 ，而待定参数代表有限个网格节点处的解答值。 把近似函数代入等效的变分式，可得到一组线性方程 ，其系数组成的矩阵称为单元刚度矩阵。 把各单元的单元刚度矩阵组装，形成总体刚度矩阵。 对大型线性方程组迭代求解。 流动前沿的追踪 在注塑流动过程中，熔体具有连续移动的流动前沿 移动界面追踪技术主要有MAC法、FAN法 、流动体积法和控制体积法等。 节点控制体积，对于二维三角形单元而言，即是将三角形单元的中心分别与三个边的中点相连，把三角形单元分为三个子区域，与1个结点相连的所有子区域即构成该节点的控制体积。控制体积相互不重叠地布满整个计算区域。 流动前沿的追踪 三角形单元中子区域的分割 三角形单元中节点控制体积 对每个控制体积引进系数f， ，这里 和V分别表示该控制体积已被熔体充填部分的体积和控制体积的体积。f的大小反映了控制体积的充满程度 。 流动前沿的追踪 三维控制体积：三维四面体单元而言，其节点的控制体积是一个三维的空间体积，比二维控制体积要复杂的多 制品内部节点的控制体积 制品边界节点的控制体积 * * 河南工业大学机电学院 注塑分析系统的结构和原理 结构组成 　　　　　　　　　　　　　前处理 　　　　　　　　　　　　 计算求解 计算速度场 计算压力场 计算温度场 流动前沿 后处理 计算结果图形后处理 结构组成 整个软件分为三个模块，包括前处理、数值计算和后处理。 首先读取塑料制品的CAD实体模型文件，显示制品图形，构造邻接拓扑关系，有哪些信誉好的足球投注网站制品边界（用于线框模型的显示），然后提取数据，转换数据。在此基础上确定注塑材料、定义浇口、设置工艺条件 进行分析计算。 用户可以直观地浏览各项分析结果，包括流动前沿、温度场、压力场、速度场等。 网格划分和修复 内容提要 一、什么是网格 二、网格规则 三、常见的网格错误类型 四、网格修复的重要性 五、分析程序对网格的基本要求 六、网格修复流程 一、什么是网格 网格，即有限元网格，是用简单的图形（例如三角形、四面体）来描述实体的几何形状而形成的网状连接体，这些简单的图形只在顶点（在网格中叫节点）处连接，它是有限元分析的基础。在注塑模领域，网格的发展经历了三个阶段：中心层网格、表面网格和实体网格。 中心层网格：中心层是假想的位于模具型腔和型芯中间的层面，而中心层网格即是在中心层曲面上划分网格 。 表面网格：表面网格是将三维实体的表面划分成简单的单元。常见的有三角网格、四边形网格。 实体网格：实体网格是将零件实体本身剖切成为简单的单元，这些单元都是三维的。常见的实体网格有四面体网格、立方体网格、三棱柱网格等。实体网格的数量巨大。 什么是网格 STL网格：华塑CAE导入的网格多为STL网格，它是一种通用的接口文件，其包括的信息有三角形三个节点的坐标和三角形的法矢。STL网格不能直接用于有限元分析。 HsCAE系统网格 二、网格模型的一些规则 （1）共顶点规则。每一个三角形必须与相邻的三角形共用两个顶点，也就是说，顶点不能落在任何一个三角形的边上或三角形内部，如图所示。 网格模型的一些规则 （2）充满规则。在三维模型的所有表面上，必须布满小三角形面片，不得有任何遗漏，即不能有孔洞。 （3）长高比。单个三角形的质量标准，一般讲来，三角形面片越接近正三角形，其形态就越好，网格质量也越优。正三角形的长高比为1.16，当三角形退化为直线时，其长高比就是无穷大。 三、HsCAE可导入的模型格式 目前最主要的导入文件是STL CAD系统 文件格式 Ansys / HyperMesh *.ans I-Deas *.stl *.ans UG *.stl *.dat Nastran *.dat *.nas Pro-E *.stl *.ans *.fnf … … 网格