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标题: Moldflow模流分析从入门到精通 [打印本页]
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:18
标题: Moldflow模流分析从入门到精通
学编程从入门到实践
Moldflow模流分析
从入门到精通
李代叙 等编著
清 华 大 学 出 版 社
北 京
内 容 简 介
本书由浅入深,全面、系统地介绍了模流分析软件Moldflow的使用方法。书中提供了大量实例,供读者实战演练。另外,为了帮助读者更好地学习,本书专门提供了配套的多媒体教学视频,这些视频和本书所有的实例文件一起收录于本书的配书DVD光盘中。
本书共20章,分为4篇。第1篇介绍了注塑成型的基本知识和模流分析软件Moldflow的一般操作过程;第2篇介绍Moldflow软件的界面操作、网格的划分、网格的诊断、网格的处理、浇注系统的创建以及冷却系统的创建等模流分析的前处理操作;第3篇介绍了Moldflow的工艺参数分析、填充分析、流动分析、冷却分析、翘曲分析等常用分析类型和分析结果;第4篇详细介绍了对电池后盖、管件接头、电话外壳、MP3外壳、手机外壳等实例的操作分析,以提高读者实战水平。
本书涉及面广,从基本基础知识到基本操作,再到实例演练,几乎涉及Moldflow的所有重要知识。本书适合所有想全面学习Moldflow技术的人员阅读,也适合各种使用Moldflow的工程技术人员使用。对于经常使用Moldflow做注塑成型加工工艺和注塑模具设计的人员,更是一本不可多得的参考书。
本书封面贴有清华大学出版社防伪标签,无标签者不得销售。
版权所有,侵权必究。侵权举报电话:010-62782989 13701121933
图书在版编目(CIP)数据
Moldflow模流分析从入门到精通 / 李代叙等编著. —北京:清华大学出版社,2012.4
ISBN 978-7-302-27599-2
Ⅰ. ①M… Ⅱ. ①李… Ⅲ. ①注塑 – 塑料模具 – 计算机辅助设计 – 应用软件,Moldflow Ⅳ. ①TQ320.5-39
中国版本图书馆CIP数据核字(2011)第266613号
责任编辑:夏兆彦
封面设计:
责任校对:徐俊伟
责任印制:
出版发行:清华大学出版社
地 址:北京清华大学学研大厦A座 邮 编:100084
社 总 机:010-62770175 邮 购:010-62786544
投稿与读者服务:010-62776969,c-service@tup.tsinghua.edu.cn
质量反馈:010-62772015,zhiliang@tup.tsinghua.edu.cn
印 刷 者:
装 订 者:肖 米
经 销:全国新华书店
开 本:185mm×260mm 印 张:26.75 字 数:671千字
(附光盘1张)
版 次:2012年4月第1版 印 次:2012年4月第1次印刷
印 数:1~5000
定 价:25.00元
产品编号:043742-01
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:19
目 录
第1篇 基础知识篇
第1章 注塑成型基础知识 2
1.1 注塑成型基础知识 2
1.1.1 注塑成型原理 2
1.1.2 塑料的塑化 3
1.2 注塑成型机 3
1.3 注塑成型模具 5
1.3.1 概述 6
1.3.2 冷流道注塑成型模具 6
1.3.3 热流道或绝流道注塑成型模具 7
1.4 注塑成型过程及工艺条件 7
1.4.1 注塑成型过程 7
1.4.2 工艺条件 8
1.5 注塑常用塑料的主要性质 9
1.5.1 概述 9
1.5.2 热塑性塑料 10
1.5.3 热固性塑料 14
1.6 常见制品缺陷及产生原因 15
1.6.1 飞边 15
1.6.2 气泡或真空泡 16
1.6.3 凹陷及缩痕(Sink Mark) 16
1.6.4 翘曲变形(Warping) 17
1.6.5 裂纹及白化(Craze Crack) 18
1.6.6 欠注(Short Shot) 18
1.6.7 银纹(Silver Streaks) 19
1.6.8 流痕(Flow Mark) 19
1.6.9 熔接痕(Weld Lines) 20
1.6.10 变色(Color Change) 21
1.6.11 表面光泽不良(Lusterless) 21
1.6.12 黑斑(Black Specks) 22
1.6.13 脱模不良(Die Adhesion) 22
1.6.14 尺寸不稳定(Unstable Gauge) 23
1.6.15 喷射(Jetting) 24
1.6.16 表面剥离(Delamination) 24
1.6.17 鱼眼(Fish Eyes) 25
1.7 本章小结 25
第2章 Autodesk Moldflow软件简介及安装 26
2.1 Autodesk Moldflow软件简介 26
2.2 Autodesk Moldflow软件的安装 27
2.2.1 安装Autodesk Moldflow Insight 2010模块 27
2.2.2 安装Autodesk Moldflow Design Link 2010模块 31
2.3 本章小结 33
第3章 Moldflow一般分析流程 34
3.1 新建一个工程项目 34
3.2 导入或新建CAD模型 34
3.3 划分网格 35
3.4 检验及修改网格 36
3.5 选择分析类型 42
3.6 选择成型材料 43
3.7 工艺参数 44
3.8 选择浇口位置 45
3.9 创建浇注和冷却系统 46
3.10 分析 48
3.11 分析结果 48
3.12 本章小结 53
第2篇 前处理操作篇
第4章 初识Moldflow 56
4.1 有限元分析基础 56
4.2 注塑成型模拟技术 56
4.3 Moldflow的操作界面介绍 57
4.3.1 文件操作 58
4.3.2 编辑和视图操作 62
4.3.3 建模操作 62
4.3.4 网格操作 75
4.3.5 分析操作 75
4.3.6 结果操作 77
4.3.7 工具操作 78
4.3.8 帮助系统 81
4.3.9 报告 82
4.4 本章小结 82
第5章 网格划分 83
5.1 网格的类型 83
5.1.1 中面网格 83
5.1.2 实体网格 84
5.1.3 表面网格 84
5.2 网格的划分 85
5.3 网格的状态统计 88
5.4 本章小结 90
第6章 网格诊断 91
6.1 网格纵横比诊断 91
6.2 重叠单元诊断 93
6.3 网格配向诊断 94
6.4 网格自由边诊断 96
6.5 网格连通性诊断 97
6.6 单元厚度诊断 99
6.7 网格出现次数诊断 100
6.8 双面层网格匹配诊断 101
6.9 折叠面诊断 103
6.10 零面积单元诊断 104
6.11 本章小结 106
第7章 网格处理 107
7.1 网格自动修补 107
7.2 纵横比处理 108
7.3 网格整体合并 108
7.4 删除单元工具 109
7.5 边工具 111
7.5.1 交换边工具 111
7.5.2 缝合自由边工具 112
7.5.3 填充孔工具 114
7.6 重新划分网格 115
7.7 节点工具 117
7.7.1 合并节点 117
7.7.2 插入节点 119
7.7.3 对齐节点 120
7.7.4 移动节点 122
7.7.5 清除节点 123
7.7.6 匹配节点 124
7.8 平滑节点 126
7.9 创建区域 127
7.10 单元取向 128
7.11 创建三角形网格 130
7.12 网络缺陷处理 131
7.13 本章小结 133
第8章 浇注系统创建 134
8.1 浇口设置与浇口网格划分 134
8.1.1 概述 134
8.1.2 一模多腔的布局 135
8.1.3 浇口设置与网格划分 137
8.2 流道设计与流道网格划分 140
8.2.1 概述 141
8.2.2 流道的创建 141
8.2.3 流道网格划分 145
8.3 向导创建浇注系统 147
8.4 本章小结 149
第9章 冷却系统创建 150
9.1 冷却系统构件建模 150
9.2 冷却系统网格划分 154
9.3 设定冷却液入口 156
9.4 向导创建冷却系统 157
9.5 本章小结 159
第3篇 分析与结果操作篇
第10章 分析类型与工艺设备选择 162
10.1 浇口位置分析 162
10.1.1 常见的浇口类型 162
10.1.2 最佳浇口分析的设置 163
10.1.3 最佳浇口分析的结果 165
10.2 成型工艺窗口分析 165
10.2.1 成型工艺窗口分析设置 165
10.2.2 成型工艺窗口分析的结果 168
10.3 DOE分析 170
10.3.1 对填充的优化 170
10.3.2 对流动的优化 175
10.4 工艺优化分析 180
10.4.1 工艺优化(充填)分析 180
10.4.2 工艺优化(流动)分析 185
10.5 其他分析 189
10.6 本章小结 190
第11章 充填分析 191
11.1 充填分析工艺参数设置 191
11.1.1 建立充填分析工艺参数 191
11.1.2 充填分析的工艺参数 196
11.2 充填分析结果 198
11.3 本章小结 201
第12章 流动分析 202
12.1 流动分析工艺参数设置 202
12.1.1 建立流动分析工艺参数 202
12.1.2 流动分析的工艺参数 206
12.2 流动分析结果 207
12.3 本章小结 211
第13章 冷却分析 212
13.1 冷却分析工艺参数设置 212
13.1.1 建立冷却分析工艺参数 212
13.1.2 冷却分析的工艺参数 214
13.2 冷却分析结果 215
13.2.1 冷却分析结果的判定和分析过程 215
13.2.2 分析冷却结果 217
13.3 本章小结 220
第14章 翘曲分析 221
14.1 翘曲分析工艺参数设置 221
14.1.1 翘曲分析序列 221
14.1.2 翘曲分析实例 222
14.1.3 翘曲分析的工艺参数 228
14.2 翘曲分析结果 229
14.2.1 翘曲分析过程 229
14.2.2 所有因素引起变形 230
14.2.3 冷热不均引起变形 232
14.2.4 收缩不均引起变形 233
14.2.5 取向和角效果引起变形 235
14.3 本章小结 235
第15章 分析报告输出 236
15.1 分析报告输出应用示例 236
15.2 编辑分析报告 240
15.3 本章小结 242
第4篇 实战案例篇
第16章 电池后盖——工艺参数调整 244
16.1 概述 244
16.2 最佳浇口位置分析 244
16.2.1 分析前处理 244
16.2.2 分析计算 251
16.2.3 结果分析 252
16.3 产品的初步成型分析 253
16.3.1 分析前处理 253
16.3.2 分析计算 258
16.3.3 结果分析 260
16.3.4 模具设计和工艺设计的调整 266
16.4 产品设计方案调整后的分析 266
16.4.1 分析前处理 266
16.4.2 分析计算 270
16.4.3 结果分析 271
16.5 本章小结 277
第17章 管件接头——充填分析 278
17.1 概述 278
17.2 最佳浇口位置分析 278
17.2.1 分析前处理 278
17.2.2 分析计算与结果 284
17.3 产品的初步成型分析 285
17.3.1 分析前处理 285
17.3.2 分析计算 295
17.3.3 结果分析 295
17.3.4 产品及模具设计调整 297
17.4 产品设计方案调整后的分析 298
17.4.1 分析前处理 298
17.4.2 分析计算 311
17.3.3 结果分析 312
17.5 本章小结 314
第18章 电话外壳——流动分析 315
18.1 概述 315
18.2 最佳浇口位置分析 315
18.2.1 分析前处理 315
18.2.2 分析计算 321
18.2.3 结果分析 321
18.3 产品的初步成型分析 322
18.3.1 分析前处理 322
18.3.2 分析计算 332
18.3.3 结果分析 334
18.3.4 工艺设计调整 338
18.4 产品设计方案调整后的分析 338
18.4.1 分析前处理 338
18.4.2 分析计算 343
18.4.3 结果分析 345
18.5 本章小结 348
第19章 MP3外壳——冷却分析 349
19.1 概述 349
19.2 最佳浇口位置分析 349
19.2.1 分析前处理 349
19.2.2 分析计算 354
19.2.3 结果分析 355
19.3 产品的初步成型分析 356
19.3.1 分析前处理 356
19.3.2 分析计算 361
19.3.3 结果分析 363
19.3.4 模具设计和工艺设计的调整 367
19.4 产品设计方案调整后的分析 367
19.4.1 分析前处理 367
19.4.2 分析计算 374
19.4.3 结果分析 376
19.5 本章小结 380
第20章 手机外壳——翘曲分析 381
20.1 概述 381
20.2 最佳浇口位置分析 381
20.2.1 分析前处理 381
20.2.2 分析计算 386
20.2.3 结果分析 388
20.3 产品的初步成型分析 389
20.3.1 分析前处理 389
20.3.2 分析计算 393
20.3.3 结果分析 393
20.3.4 模具设计和工艺设计的调整 401
20.4 产品设计方案调整后的分析 401
20.4.1 分析前处理 401
20.4.2 分析计算 405
20.4.3 结果分析 405
20.5 本章小结 413
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:20
前 言
Moldflow发布至今已有几十年了,随着软件版本的不断升级,Moldflow技术也越来越成熟。开发设计人员希望使用Moldflow技术可以快速开发出各种产品。为了让读者快速学习掌握Moldflow 2010的知识,帮助读者掌握Moldflow基础知识和应用技巧,可通过实例练习具备一定的开发能力,开发低成本、高效率的产品。
笔者结合自己多年应用Moldflow的经验和心得体会,花费了一年多的时间写作本书。希望各位读者能在本书的引领下学习Moldflow,并成为一名应用高手。本书结合大量操作技巧,全面、系统、深入地介绍了Moldflow的操作应用,并以大量实例贯穿于全书的讲解之中,最后还详细介绍了对电池后盖、管件接头、电话外壳、MP3外壳、手机外壳等实例的操作分析。学习完本书后,读者应该可以具备独立进行Moldflow操作应用的能力。
本书特色
1.内容全面、系统、深入
本书介绍了Moldflow的基础知识、操作界面、分析前处理、分析及其结果处理等内容,最后还详细介绍了5个实际案例的分析。
2.讲解由浅入深,循序渐进,适合各个层次的读者阅读
本书从Moldflow的基础开始讲解,逐步深入到Moldflow技术及应用,内容梯度从易到难,讲解由浅入深,循序渐进,适合各个层次的读者阅读,并均有所获。
3.贯穿大量的实例和技巧,迅速提升操作水平
本书在讲解知识点时贯穿了大量短小精悍的典型实例,并给出了大量的应用技巧,以便让读者更好地理解各种概念和技术,体验实际应用,迅速提高操作应用水平。
4.详解案例分析,提高实战水平
本书详细介绍了对电池后盖、管件接头、电话外壳、MP3外壳、手机外壳等实例的操作分析。通过这五个案例,可以提高读者的对软件的操作应用水平,从而具备独立进行操作应用的能力。
5.提供技术支持,答疑解惑
读者阅读本书时若有任何疑问可发E-mail到gz_lidaixu@126.com获得帮助。
本书内容及体系结构
第1篇 基础知识篇(第1~3章)
本篇主要介绍模流分析方面的基本知识,其主要内容包括注塑成型基础知识、Autodesk Moldflow软件简介及安装、Moldflow一般分析流程等。通过本篇的学习,读者可以掌握模流分析的基本知识和Moldflow的分析流程。
第2篇 前处理操作篇(第4~9章)
本篇主要介绍Moldflow的前处理操作,其主要内容包括Moldflow软件的界面操作、网格的划分、网格的诊断、网格的处理、浇注系统的创建,以及冷却系统的创建等内容。通过本篇的学习,读者可以掌握Moldflow的前处理。
第3篇 分析与结果操作篇(第10~15章)
本篇主要介绍Moldflow常用的分析类型及其分析结果,其主要内容包括Moldflow的工艺参数分析与结果、填充分析与结果、流动分析与结果、冷却分析与结果、翘曲分析与结果等。通过本篇的学习,读者可以掌握Moldflow常用的分析类型及其分析结果。
第4篇 实战案例篇(第16~20章)
本篇主要介绍Moldflow的实例操作应用,其主要内容包括对电池后盖、管件接头、电话外壳、MP3外壳、手机外壳等实例的操作分析。通过本篇的学习,读者可以全面应用前面章节所学的知识进行应用,达到可以独立操作分析的水平。
本书读者对象
Moldflow初学者;
想全面学习Moldflow技术的人员;
从事注塑成型加工工艺设计的人员;
从事注塑模具设计的工程技术人员;
从事塑料结构件设计的工程技术人员;
大中专院校的学生;
社会培训班学员。
本书作者
本书由李代叙编写。其他参与编写的人员有周静、陈世琼、陈欣、陈智敏、董加强、范礼、郭秋滟、郝红英、蒋春蕾、黎华、刘建准、刘霄、刘亚军、刘仲义、柳刚、罗永峰、马奎林、马味、欧阳昉、蒲军、齐凤莲、王海涛、魏来科、伍生全、谢平。在此表示感谢!
编 者
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:20
第10章 分析类型与工艺设备选择
分析是AMI的核心,对AMI软件进行正确的操作只是做分析的基础。对于一个AMI分析师,还要能对模具或制品成型的好坏有个判断,更要能给出合理的改进方案。因此,必须在掌握了AMI分析软件操作的基础上,结合相关的塑料成型知识和经验,才能灵活应用AMI,使模拟分析在最大程度上发挥其优越性。
10.1 浇口位置分析
AMI中的浇口位置优化分析可以根据模型几何形状、相关材料参数,以及工艺参数分析出浇口最佳位置。用户可以在设置浇口位置之前进行浇口位置分析,依据这个分析结果设置浇口位置,从而避免由于浇口位置设置不当可能引起的制品缺陷。
如果案例模型需要设置多个浇口,那么用户可以对模型进行多次浇口位置分析。当模型已经存在一个或者多个浇口,那么进行浇口位置分析会自动分析出附加浇口的最佳位置。
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:20
10.1.1 常见的浇口类型
常见的浇口类型主要有以下几种。
边浇口(Edge Gate):是最常见的浇口之一,它的厚度一般是制件壁厚的50%~75%。用户可以通过创建两点一维单元制作边浇口,它的截面形状可以是长方形也可以是梯形。
点浇口:是最常见的浇口之一,是一种尺寸很小的浇口。这种浇口容易使塑料在开模时实现自动切断。
潜伏式浇口(submarine gate):是由点浇口演变而来的,它具有点浇口的特点,还具有其进料位置一般选在制品侧面较隐避处,不影响制品的美观。
护耳式浇口(Tab Gate):护耳式浇口与边浇口有点类似,不同的是护耳式浇口通过护耳连接到制件上。这种浇口可以用来降低制件的剪切应力,剪切应力留在护耳式中;这种浇口还可以用来改变料流的方向,避免引起喷射的现象。
主流道浇口(Sprue Gate):主流道浇口直接深入到制件中。该浇口的尺寸由喷嘴的孔径决定。适用于特别大的塑料制品。用户可以用一维单元创建。
环浇口:根据制件的几何形状可以分为对称和不对称两种类型。当需要设置多个浇口时,对称形状的制件要遵循每个浇口流长相等和填充体积相等的原则;不对称形状的制件由于本身就不能达到自然平衡,所以每个浇口的填充体积和压力降都不尽相同。不对称形状的制件可能需要较多的浇口数目以获得平衡流动或者产生合理的熔接线位置,同时降低注塑压力。
注意:在实际生产中,通常制件的浇口形状都比较复杂,运用AMI中的手工创建浇口功能有时也难以达到实际的要求。在这种情况下,可以将浇口与制件一起在CAD软件中构建,然后将其导入AMI中,在该位置创建浇注系统或者直接设置为注塑口,进行分析。
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:21
10.1.2 最佳浇口分析的设置
在进行浇口位置分析之前,需要选择实际生产用的成型材料和设置成型工艺条件,可以使用AMI默认的工艺条件。如果用于分析的模型采用单浇口成型,那么不需要设置注塑浇口;如果用于分析的模型采用多浇口成型,则需要对模型进行多次浇口位置分析。直接打开光盘内的文件X:\第10章\ch10-0\ch10.mpi模型文件。双击【dvd_方案】方案,激活该方案,显示的模型如图10.1所示。
(1)选择【分析】|【设置分析序列】|【浇口位置】命令,完成分析类型的设置,如图10.2所示。
图10.1 dvd后盖示例模型 图10.2 浇口位置分析类型
本例选择常用于电子产品的PC(聚碳酸酯)作为分析的成型材料
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:24
(2)选择【分析】|【选择材料】命令,弹出【选择材料】对话框,如图10.3所示。从对话框中的【制造商】下拉列表框的下三角按钮中选择材料的生产者为Dow Chemical USA,再从牌号下拉列表框的下三角按钮中选择所需要的牌号为Calibre IM 401-18。单击【确定】按钮完成选择并退出选择材料对话框,结果如图10.4所示。
(3)选择【分析】|【工艺设置向导】命令,弹出【工艺设置向导-浇口位置设置】对话框,如图10.5所示。设置模具表面温度为95℃,熔体温度为300℃。
(4)选择【分析】|【开始分析】命令,弹出【选择分析类型】对话框,如图10.6所示,单击【确定】按钮,程序开始运算分析。屏幕显示中给出了Recommended Gate Location at Node Number(最佳浇口位置所在节点的编号),图10.7所示为浇口位置分析屏幕显示。
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:25
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:27
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:28
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10.1.3 最佳浇口分析的结果完成了浇口位置分析之后,会产生两个结果,即屏幕显示和最佳浇口位置分析结果图示。分析结果示意图其实是浇口位置合理性因子分布图示。当因子为1时,表示这个位置是最佳浇口位置,因子值越小,浇口位于这个位置的成型合理性就越小,如图10.10所示。
作者: lili456 时间: 2012-5-14 11:37
10.2 成型工艺窗口分析
成型工艺窗口(Molding Window)分析能够获得生产合格产品的成型工艺条件范围。也就是确定制品的最优成型条件,即模温、料温及注射时间等工艺参数,可获得一个分析的初始工艺条件。成型工艺窗口分析可以帮助用户确定获得高质量的产品的“模温、料温及注射时间”及其允许的变化范围。
另外,也可用成型工艺窗口分析评估不同的浇口位置。从而确定某个浇口位置是否可行,或确定某个浇口有更宽的成型条件范围。如果成型工艺条件位于这个范围之内,就可以生产出好质量的制品。有了成型工艺窗口的分析结果之后,需要时成型工艺师就可以在这个范围内对成型条件做出适当的修改来获得最好的制品质量。
10.2.1 成型工艺窗口分析设置
在成型工艺窗口分析前,需要设置分析的条件。用户需要设置分析的条件有选择注塑成型机的类型以及指定分析中模具温度、熔体温度和注塑时间的范围。下面讲解成型窗口分析的操作,操作如下。
1.对工程方案进行复制
在工程任务栏中,右击【dvd_方案(浇口位置)】图标,在弹出的快捷菜单中单击【复制】命令,此时在工程任务栏中出现名为【dvd _cover_方案(浇口位置)(复制品)】的工程,重命名为【dvd_方案(成型窗口)】,如图10.11所示。
2.设置分析类型
双击【dvd_方案(成型窗口)】方案,激活该方案,如图10.12所示。选择【分析】|【设置分析序列】|【成型窗口】命令,完成分析类型的设置,如图10.13所示
作者: lili456 时间: 2012-5-16 15:58
作者: lili456 时间: 2012-5-16 15:59
3.设置工艺窗口分析条件
选择【分析】|【工艺设置向导】命令,弹出【工艺设置向导-成型窗口设置】对话框,如图10.14所示。当然用户可以采用默认的工艺范围,那么除了注塑机类型之外的所有选项都为自动,对应的分析范围AMI将根据成型材料相关数据自动确定。工艺参数分析可先在下拉列表框中选择指定,然后单击右侧出现的【编辑范围】按钮,可以在弹出的对话框中分别输入对应参数的最小值和最大值,来确定对应的选项控制范围。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:00
用户还可以对分析条件进行更高级的设置。在图10.14中,单击【高级选项】按钮,弹出【成型窗口高级选项】对话框,如图10.15所示。
图10.15 【成型窗口高级选项】对话框
在高级设置中,用户可以选择对那些工艺参数进行成型范围分析,而不仅仅限于模具温度、熔体温度、注塑时间这三项。AMI默认选中【计算首选成型窗口的限制】中的所有参数,在【计算可行性成型窗口限制】中,仅选中了注塑压力范围一项。在【计算可行性成型窗口限制】中用户可以选择的参数还有剪切速率限制、剪切应力限制、流动前沿温度下降限制、流动前沿温度上升限制和锁模力限制。在已选择的参数后面,会出现对应的因子文本框,文本框中的数字用来控制成型工艺窗口的大小。
【计算首选成型窗口的限制】是可以保证制品质量的“工艺条件”。在表10-1里,列出了各参数的默认值及选择标准的解释。
表10-1 首选的工艺条件标准
参 数 名 默 认 值 说 明
剪切速率限制 1 产品的最大剪切速率不能超出材料参数中提供的材料的最大允许剪切速率。一般来说,这都不是问题
剪切应力限制 1 产品的最大剪切力不能超出材料参数中提供的材料的最大允许剪切力。这有时可能是产品的主要问题,因为产品的剪切力通常都很高。如果制品用于恶劣环境,则该值的范围必须降低,可取在0.5~0.8之间
流动前沿温度下降限制 10℃ 流动前沿温度下降是重要的限制参数。尽管允许升高10℃,大多数时候取其一半的值。通常也不改变这个限制值
流动前沿温度上升限制 10℃ 流动前沿温度也允许升高,但最好的情况是温度不升高
注塑压力限制 0.8 为了防止需要的注塑压力太靠近注塑机的极限压力以致于压力难以维持。默认的注塑机的压力极限为100 MPa,针对成型工艺条件分析的压力极限是80 MPa。这是较佳的限制范围。这允许浇注系统中有压力降。如果生产该制品的注射机有较高的注塑压力,则默认的注塑机也应相应的变更最大注塑压力
锁模力限制 0.8 通常在保压阶段的锁模力最大,但应低于注塑机允许极限的 80%。默认的注塑机锁模力极限设定为7000 吨,除非是用特殊的机器一般不太可能达到这个极限
单击【OK】按钮,返回到【工艺设置向导-成型窗口设置】对话框,单击【确定】按钮,完成成型窗口设置。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:03
4.分析计算
双击案例任务窗口中的【开始分析】图标,或者选择【分析】|【开始分析】命令,弹出【选择分析类型】对话框,如图10.16所示。单击【确定】按钮,程序开始运行。等待程序运行,可以查看分析的过程和分析的进度,与分析完成通过查看日记的内容一样。
图10.17是分析过程中的内容,屏幕显示给出了推荐的模具温度、熔体温度和注塑时间。从图10.17中可以看到,分析得到的成型条件为:推荐模具温度为97.78℃,推荐熔体温度为337.95℃,推荐注塑时间为0.7633秒。运行完成后,弹出【分析完成】对话框,如图10.18所示。单击OK按钮,退出【分析完成】对话框
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:04
10.2.2 成型工艺窗口分析的结果
根据用户设置的参数,完成工艺窗口分析后,AMI会分析计算出相应的分析结果。分析的输出结果包括最优成型条件,用云图显示“成型条件”的范围,图表显示的“制品的质量”、 “注射压力”、“剪切力”、“料流前锋温度”、“冷却时间”及“剪切率”等随工艺条件改变而变化的结果。通过分析结果可以确定“最佳工艺条件”及其可变动范围。也可比较不同的浇口位置的分析结果,找出最佳的浇口位置。
优化分析结果图示包括Injection Pressure(注塑压力)、Maximum Cooling Time(最大冷却时间)、Maximum Shear rate(最大剪切速率)、Minimum Flow Front Temperature(流动前沿最小温度)、Quality(质量)、Zone(成型窗口)和Maximum Shear Stress(最大剪切应力)。
在各个结果图示中,用户在图所示的分析结果属性对话框中可以方便地调节参数的大小,根据对应的曲线变化趋势,观察成型条件对各个参数的影响。
图10.19所示是熔体温度在260℃、注塑时间在0.25秒时,最大压力降与模具温度的关系曲线。当熔体温度和注塑时间不变时,最大压力降与模具温度成反比例关系。用户可以选择不同的变量作为关系图的X轴,观察不同变量与注塑压力的关系。图10.20所示是熔体温度在260℃、注塑时间在0.25秒时,最大冷却时间与模具温度关系曲线。模具温度和熔体温度越高,需要的冷却时间越长。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:05
图10.21所示是熔体温度在260℃、注塑时间在0.25秒时,最低流动前沿温度与模具温度的关系曲线。当熔体温度和注塑时间不变时,最低流动前沿温度与模具温度成正比例关系。图10.22所示是熔体温度在260℃、注塑时间在0.25秒时,最大剪切应力与模具温度的关系曲线。当熔体温度和注塑时间不变时,最大剪切应力与模具温度成正比例关系。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:06
熔体温度在260℃、注塑时间在0.25秒时,制品质量因子与模具温度的关系曲线如图10.23所示。图中质量因子的值越高,表示质量越好。因此应当尽量使曲线峰值达到最大。随着模具温度的增大,制件质量变好。当模具温度达到121℃,取得峰值,质量因子等于0.1827。
成型工艺窗口结果如图10.24所示,由模具温度、熔体温度和注塑时间3个参数确定。从图中可以看出,默认工艺条件分析时将Automatic范围分别设置为:熔体温度260℃~270℃、注塑时间0.1~6.7秒、模具温度97℃~120℃。图中红色区域为不可选成型范围,黄色区域为可选成型范围,绿色为首选成型范围。用户应当尽量在绿色范围内选择成型条件。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:07
10.3 DOE分析
实验设计(Design of Experiments,简写DOE)分析按照优化方法通过设计一系列的实验,用最少数量的实验完成所有实验参数在不同实验水平上组合的全部实验,并确定出各个实验参数对实验目标的影响度的多少,因此可以调节实验目标影响最大的实验参数获得较好的实验结果,同时还可以得到各个实验参数最佳组合方式。
因此与传统的实验方法相比,DOE分析不仅节省了时间、精力和降低了成本,而且可以利用最少的实验获得覆盖面非常广泛的实验结果,从而得到产生最佳效果的实验参数组合。
在AMI中的DOE分析提供了两种实验设计方法:Taguchi和Factorial实验设计。Taguchi方法通过运行数目较少的一组优化实验,确定出对实验目标的影响最大的实验参数。在Taguchi方法中是将各个实验参数作为独立变量进行实验的,没有考虑参数之间可能存在的相互影响。Factorial方法运行的实验数目要大于Taguchi方法中运行的实验,它用以确定实验参数的最佳实验水平组合。
因此,在进行实验设计对案例进行优化时,一般先使用Taguchi方法,然后再使用Factorial方法。AMI的优化分析中包含对填充的优化(Design of Experiments(Fill))和对流动的优化(Design of Experiments(Flow))。进行这两个实验设计分析时,首先对填充或流动设置相关工艺参数,然后设置DOE的实验参数。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:08
10.3.1 对填充的优化
下面讲解填充的优化分析的操作,操作如下。
1.对工程方案进行重命名
在工程任务栏中,右击【dvd_方案(成型窗口)】图标,在弹出的快捷菜单中单击【重命名】命令,重命名为“dvd _方案(DOE分析)”,如图10.25所示。
2.设置分析类型
设置分析类型的步骤如下。
(1)双击“dvd _方案(DOE分析)”方案,激活该方案,如图10.26所示。
(2)选择【分析】|【设置分析序列】|【实验设计(充填)】命令,弹出【提示】对话框,如图10.27所示,单击【删除】按键,完成分析类型的设置,结果如图10.28所示
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:10
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:11
3.设置实验设计(充填)分析条件
设置实验设计(充填)分析条件的步骤如下。
(1)选择【分析】|【工艺设置向导】命令,弹出【工艺设置向导-充填设置】对话框,如图10.29所示。当然用户可以采用默认的工艺范围,对应的分析范围AMI将根据成型材料相关数据自动确定。本案例采用如图10.29中的设置。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:12
(2)用户还可以对分析条件进行更高级的设置。在图10.29中,单击【高级选项】按钮,弹出【充填+保压高级选项】对话框,如图10.30所示。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:13
单击OK按钮,返回到【工艺设置向导-充填设置】对话框,单击Next按钮,弹出【工艺设置向导-DOE设置】对话框,如图10.31所示。本案例采用AMI默认值。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:16
(4)用户还可以对分析条件进行更高级的设置。在图10.31中,单击【高级选项】按钮,弹出【DOE高级选项】对话框,如图10.32所示。本案例采用AMI默认值。单击OK按钮,返回到【工艺设置向导-DOE设置】对话框,单击【Finish】按钮,完成成型窗口设置,结果如图10.33所示。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:16
DOE(Fill)实验参数设置参数意义如下。
在DOE实验类型中,用户可以根据自己的需要选择单独进行Taguchi方法或Factorial实验还是将Taguchi和Factorial实验结合共同进行。当用户选择了首先进行Taguchi实验,然后进行Factorial实验的结合方式选项后,右侧会出现相应的文本框,要求用户输入实验中的参数个数。Moldflow默认的参数为3个,它们是由Taguchi实验分析出的对填充过程中最重要的3个工艺参数。用户可以选择2~6之间的整数作为实验参数个数。实验参数越多,相关的实验方法越复杂,计算量越大。
接下来,依次设置5个参数在实验中的状态。在下拉列表框中,提供了3个选项,即不变、自动和指定。
“不变”表示在各个实验中,参数值是恒定的,不发生变化。“自动”表示在AMI会自动确定出参数的变化范围,划分参数的实验水平,在不同的实验中采用。用户还可以按照特定的要求对参数进行水平划分。如果选择“指定”,则按照右侧出现的文本框,填入相应的变化百分比的大小,实验分析就会按照该值划定实验水平。
Expand/Compress Injection Profile选项用于在实验中按照某个百分比均匀的增大或减小所有的值。其默认选项为Do not change。Thickness multiplier的作用类似于Expand/Compress Injection Profile,用于按照某个百分比均匀的增加或减小整个制件的厚度。其默认选项为Automatic。
用户可以单击右下方的DOE Advanced Options按钮查看实验设计分析中的Moldflow中进行判断的质量准则。
用户可以在DOE Advanced Options对话框中设置相关参数在判定成型工艺条件优劣性中所占的权值。每个参数的默认权值都是1。如果用户想增大某个参数在成型条件中的重要性,那么就在右侧的文本框中填入一个大于1小于10的值。需要注意的是,由于这些参数之间存在相互影响,增大某个参数的权值则有可能导致相关参数性能变坏,所以AMI默认赋予每个参数相同的权值。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:18
4.分析计算
双击案例任务窗口中的“开始分析”图标,或者选择【分析】|【开始分析】命令,弹出【选择分析类型】对话框,如图10.34所示。单击【确定】按钮,程序开始运行。等待程序运行,可以查看分析的过程和分析的进度,与分析完成通过查看日记的内容一样。图10.35是分析过程中的内容,在屏幕显示中,可以很详细地看到DOE中的实验参数以及实验水平的划分。运行完成后,弹出【分析完成】对话框,如图10.36所示。单击OK按钮,退出【分析完成】对话框。
5.分析结果
分析完成后,在分析结果图示列表中除了常规Fill分析的结果之外,还包括了Optimizaton(优化)部分结果的输出。下面给出几个主要的DOE(Flow)分析结果。
(1)图10.37所示是注射压力与熔体温度的关系曲线。注射压力与熔体温度成反比例关系,熔体温度越高,成型制品所需要的注射压力就越低。图10.38所示是制品质量与熔体温度的关系曲线。图10.38中质量因子的值越高,表示质量越好。因此,应当尽量使曲线峰值达到最大。随着熔体温度的增大,制件质量越来越差。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:20
(2)图10.39所示是流动前沿温度与熔体温度的关系曲线。熔体温度越高,熔体的流动前沿温度就越高。图10.40所示是剪切应力与熔体温度的关系曲线。熔体温度越高,熔体所受到的剪切应力就越低。
(3)图10.41所示是充填时间。从图中可以看出,充填不是很好,两侧的温度相差了0.4s,需要改一下浇口位置或增加一下浇口。图10.42所示是充填结束时的压力,从图10.42中可以看出,压力分布不均。
(4)从图10.37~图10.40都可以通过调节结果属性,从不同的曲线观察参数对结果的影响。用户可以观察到熔体温度、模具温度,以及厚度因子3个变量对分析结果的关系曲线
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:21
10.3.2 对流动的优化
下面讲解流动的优化分析的操作,操作如下。
1.设置分析类型
打开前一节运行完成的工程方案,如图10.43所示。双击【dvd_方案(DOE分析)】方案,激活该方案,如图10.44所示。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:22
选择【分析】|【设置分析序列】|【实验设计(充填+保压)】命令,弹出【提示】对话框,如图10.45所示,单击【删除】按钮,完成分析类型的设置,结果如图10.46所示。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:23
2.设置实验设计(充填+保压)分析条件
设置实验设计(充填+保压)分析条件的步骤如下。
(1)选择【分析】|【工艺设置向导】命令,弹出【工艺设置向导-充填+保压设置】对话框,如图10.47所示。当然用户可以采用默认的工艺范围,对应的分析范围AMI将根据成型材料相关数据自动确定。本案例采用如图10.47中的设置。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:23
(2)用户还可以对分析条件进行更高级的设置。在图10.47中,单击【高级选项】按钮,弹出【充填+保压高级选项】对话框,如图10.48所示。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:24
(3)单击【OK】按钮,返回到【工艺设置向导-充填+保压设置】对话框,单击【Next】按钮,弹出【工艺设置向导-DOE设置】对话框,如图10.49所示。本案例采用AMI默 认值。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:25
(4)用户还可以对分析条件进行更高级的设置。在图10.49中,单击【高级选项】按钮,弹出【DOE高级选项】对话框,如图10.50所示。本案例采用AMI默认值。单击【OK】按钮,返回到【工艺设置向导-DOE设置】对话框,单击【Finish】按钮,完成成型窗口设置。
DOE(Flow)的实验设置与DOE(Fill)大体相同,仅仅多出了两个参数Packing Time和Packing Profile Multiplier状态的选择。DOE(Flow)的实验参数中默认为自动变化的有熔体温度、模具温度、注塑时间和保压时间。其参数状态的选择与DOE(Fill)中相同。Packing Profile Multiplier选项用于实验中按照某个百分比均匀的增大或减小保压曲线所有压力值。其默认选项也是Automatic。
由于在流动过程与填充过程中起重要作用的工艺参数不相同,所以DOE Advanced Options的相关参数也发生了变化。DOE(Flow)高级选项对话框如图10.50所示。在DOE(Flow)的质量准则中增加了锁模力、体收缩率、凹痕深度、制件质量和成型周期时间5个准则。设置方法与DOE(Fill)中一样,每个参数的默认权重值都是1。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:26
3.分析计算
双击案例任务窗口中的“开始分析”图标,或者选择【分析】|【开始分析】命令,弹出【选择分析类型】对话框,如图10.51所示。单击【确定】按钮,程序开始运行。等待程序运行,可以查看分析的过程和分析的进度,与分析完成通过查看日记的内容一样。图10.52是分析过程中的内容,在屏幕显示中,可以很详细地看到DOE中的实验参数以及实验水平的划分。运行完成后,弹出【分析完成】对话框,如图10.53所示。单击【OK】按钮,退出【分析完成】对话框。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:30
DOE(充填+保压)与DOE(充填)的分析结果类似。关于流动分析方面的结果参考相关章节内容,本节主要讲解DOE(流动)的结果。AMI给出了流动分析的DOE中各个实验参数的实验水平。比较DOE(充填),流动的DOE中多出了与保压相关的两个参数。
下面给出几个主要的DOE(Flow)分析结果。
(1)图10.54所示是注射压力与模具温度的关系曲线。注射压力与模具温度成反比例关系,模具温度越高,成型制品所需要的注射压力就越低。图10.55所示是锁模力与模具温度关系曲线。模具温度越高,成型制品所需要的锁模力就越低。
(2)图10.56所示是流动前沿温度与模具温度的关系曲线。模具温度越高,熔体的流动前沿温度就越高。图10.57所示是剪切应力与模具温度的关系曲线。模具温度越高,熔体所受到的剪切应力先快速下降后慢慢升高。
(3)图10.58所示是制品质量与模具温度的关系曲线,图中质量因子的值越高,表示质量越好。因此,应当尽量使曲线峰值达到最大。随着模具温度的增高,制件质量越来越差。图10.59所示是循环时间与模具温度的关系曲线,从图中可以看出,随着模具温度升高,成型制品所需要的循环时间先减少后增加,在模具温度在90℃时,循环时间最小
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:33
(4)图10.60所示是充填时间,从图中可以看出,充填不是很好,两侧的温度相差了0.4s,需要改一下浇口位置或增加一下浇口。图10.61所示是充填结束时的压力,从图中可以看出,压力分布不均。
作者: lili456 时间: 2012-5-16 16:35
10.4 工艺优化分析
在AMI中,用户除了可以使用浇口位置分析(Gate Location)和成型工艺窗口分析(Molding Window)对案例进行优化之外,还可以使用工艺优化(充填)和工艺优化(流动)对填充和流动进行优化。下面简单介绍这两种优化分析。
10.4.1 工艺优化(充填)分析
工艺优化(充填)分析可以对填充阶段的螺杆位置进行优化,同时分析出制件冷凝百分比以及流动前沿区域随时间的变化。下面讲解工艺优化(充填)分析的操作,操作如下。
1.对工程方案进行重命名
在工程任务栏中,右击【dvd_方案(DOE分析)】图标,在弹出的快捷菜单中选择【重命名】命令,重命名为“dvd_方案(工艺优化-充填)”,如图10.62所示。
2.设置分析类型
一般设置分析类型的步骤如下。
(1)双击“dvd_方案(工艺优化-充填)”方案,激活该方案,如图10.63所示。
(2)选择【分析】|【设置分析序列】|【工艺优化(充填)】命令,弹出【提示】对话框,如图10.64所示,单击【删除】按键,完成分析类型的设置,结果如图10.65所示。
作者: leo_77 时间: 2012-5-19 23:41
记号,下次再看!
作者: zhangbo9993 时间: 2012-6-21 08:41
要是有PDF格式的就好了啊
作者: tangyun123456 时间: 2012-7-9 14:38
顶顶顶顶顶
作者: 676929719 时间: 2012-9-1 08:07
东西就是好,可惜没有PDF
作者: 聆听丶影子 时间: 2012-10-19 14:02
占位!
作者: jinsheng1402 时间: 2012-10-20 21:25
kankankankan
作者: wry1223 时间: 2014-6-11 09:28
怎么才能下载啊?????!
作者: panan0514 时间: 2015-1-20 15:30
这本书还挺贵的
作者: lxrong_1 时间: 2015-8-1 14:50
我刚卖了这本书,可是发现书中的光盘无内容。能不能拷贝个给我呀
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