Moldflow实验报告贵州大学机械界面操作划分网格熔接痕

Moldflow实际操作实验报告姓名班级学号指导教师老师2014年11月贵州大学实验报告学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程班级：班姓名学号实验组1实验时间2014年10月指导教师老师成绩实验项目名称实验一：MoldFlow界面熟悉与简单操作实验目的要求学生了解Moldflow软件操作界面，并能够在软件中导入模型、创建工程、熟悉软件功能界面。通过本试验的开展，使学生对MoldFlow软件有一个初识过程，了解界面菜单基本功能，熟悉软件分析操作，并能独立在软件中导入STL模型，创建新的工程，进行简单填充分析。实验要求根据本上机实验的特点、要求和具体条件，学生在Moldflow环境下独立进行工程创建和浇口优化分析。实验原理学生首先对Moldflow软件操作界面进行熟悉，并在此基础上根据教师提供的CAD模型进行简单操作练习。实验仪器满足分组人数的计算机设备及相关moldflow软件系统，简单规则的三维CAD模型若干，教师指定参考书1本。实验内容组织学生对Moldflow软件操作界面进行熟悉，并进行简单的操作练习。实验步骤1、文件菜单查看与熟悉（参考教材21页2.2.1小节）；2、编辑菜单查看与熟悉（参考教材24页2.2.2小节）；3、查看菜单界面熟悉与简单操作（参考教材26页2.2.3小节）；4、建模菜单查看与熟悉，了解软件的建模功能及相关命令（参考教材30页2.2.4小节）；5、网格菜单查看与熟悉（参考教材31页2.2.5小节）；6、分析菜单界面熟悉与功能了解（参考教材32页2.2.6小节）；7、结果菜单查看与熟悉（参考教材34页2.2.7小节）；8、报告菜单功能了解（参考教材36页2.2.8小节）；9、工具菜单功能了解（参考教材36页2.2.9小节）；10、窗口和帮助菜单界面了解（参考教材37页2.2.10小节）；11、通过CAD三维建模软件如UG、SolidWorks、Pro/E等导出一个STL格式的文件；12、打开moldFlow软件，进入moldflow环境选择“文件”→“新建工程”命令，系统弹出“创建新工程”对话框，如下图所示，并在“工程名称”右边对话框填写工程名称，工程创建位置可以根据需要自行修改，点击“确定”。实验步骤图1创建新工程对话框13、选择“文件”→“输入”命令，选择输入模型图标，导入之前创建的ST格式文件，导入的模型文件网格类型选用“双层面”网格，单位设置为“毫米”，点击“确定”；图2模型文件导入选项14、在moldFlow界面中查看菜单栏、工具栏、工程管理视窗、方案任务视窗、层管理视窗以及日志视窗等，了解moldFlow软件存在功能，熟悉软件操作界面及各种常用命令所在位置。15、双击方案任务栏中的“创建网格”图标，或者选择“网格”→“生成网格”命令，系统弹出网格划分界面对话框如图3所示，系统自动推荐网格边长，也可自行设计网格参数进行划分，点击“立即划分网格”命令，系统根据设置的网格参数划分网格；图3网格划分对话框实验步骤图4划分网格16、通过“网格”→“网格统计”命令，弹出网格统计对话框，查看网格匹配率及相互率，确保匹配率达到80%以上即可，如图5。图5网格统计如果匹配率未达到80以上，可通过网格诊断的方式，对网格模型进行修改，采用的命令主要包括“插入节点”、“合并节点”，如图6、7、8；图6纵横比缺陷实验步骤图7插入节点图8合并节点17、自由边缺陷处理。选择“网络”菜单中的“自由边诊断”命令，在对话框中选中“找多重边”，“将结果置于诊断层中”，再单击“显示”按钮。然后，在层窗口中，只选中“新建节点”和“诊断结果”层进行显示，如图9。图9网格信息18、选择分析类型。在方案任务视窗中双击“充填”图标或者选择“分析”→“设定分析序列”命令，系统弹出“选择分析序列”对话框如图9所示，用户选择“浇口位置”序列。实验步骤图10选择分析序列对话框19、定义成型材料。在方案任务视窗中双击“材料”栏，弹出“选择材料”对话框，通过该对话框的“搜索”命令，可以进行各种树脂材料的搜索。通过“牌号搜索”→输入字符串“ABS”（也可选择其它任意材料）→点击“搜素”，系统会自动将所有厂家生产的ABS材料进行罗列显示。图11选择材料对话框图12搜索材料对话框20、浇口优化分析。将以上步骤完成之后，在任务视窗中双击“开始分析”命令，系统开始进行最佳浇口位置寻找的分析计算。21、分析完成，查看分析日志，找最佳浇口位置靠近的节点编号，做好记录。实验总结思考题：1、什么叫做双层面网格？其主要特点是什么？答：双层面网格就是表面网格模型，只有上下两个表面，中间是空的。主要特点：1、可将模型视为一个由曲面壳覆盖而成的中空体，分析零件时，模型的体积用零件厚度方向上的层来表示。2、零件相对面上的单元必须相匹配才能构建层，这些匹配的单元可确保厚度方向上的各层对齐。3、这些层可以精确地表示特性曲线变化剧烈的薄截面状零件。2、双层面网格与3D网格有何区别？答：双层面网格就是表面网格模型，只有上下两个表面，中间是空的。3D网格表示用四节点四面体单元（四面体）填充体积的CAD模型。3D网格对于厚零件或实体零件效果很好，因为四面体给出了真实的3D模型表示。3D分析不会采用中性面或双层面分析所做出的假设。因此，3D分析通常需要额外的计算时间才能完成。这使得3D网格更适合于形状复杂的厚模型，而中性面和双层面网格更适用于薄壁壳状零件。3、Moldflow几何模型文件导入格式除了STL格式之外，还可导入哪些格式？答：除了STL格式之外，还可以导入IGES模型、ANSYS模型、IDEAS通用模型、NASTRAN批量数据模型、PATRAN中性模型文件。4、浇口位置优化有何作用？答：注塑模模具设计中，浇口位置是一个关键的设计变量。制件的质量好坏很大程度上取决于浇口位置，一个不正确的浇口位置将会导致过压、高剪切率、很差的熔接线性质和翘曲等一系列缺陷。因此要对浇口位置进行优化。5、请列举3-5个常用塑料的牌号。答：如下表。品名牌号生产企业PVCS-700齐鲁石化PPSR-4菲利浦PVCS-02上氯沪峰PPT-30S大庆石化指导教师意见签名：年月日贵州大学实验报告学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程班级：班姓名学号实验组1实验时间2014年10月指导教师老师成绩实验项目名称实验二：基于MoldFlow的塑件模型网格划分及诊断优化实验目的通过实验培养学生对专业软件的使用及操作能力，掌握MoldFlow软件的网格划分及诊断，并能够实现独立操作。在前一实验的基础上将该软件的学习内容进一步细化及深入化。本实验对学生的基本要求是：掌握专业注塑CAE软件MoldFlow系统的基本应用，能够独立完成具有一般复杂程度零件的注塑模型网格划分、诊断及其优化。实验要求根据本上机实验的特点、要求和具体条件，学生在Moldflow环境下独立完成网格模型的划分及其修复优化。实验原理根据教师提供的零件CAD模型进行网格有限元模型划分，整个过程教师不指定明确网格参数设置，由学生依据专业知识与软件操作方法对其进行网格划分、诊断、修复及优化。实验仪器满足分组人数的计算机设备及相关CAE系统，塑件CAD三维模型若干，投影仪一台，教师指定参考书1本。实验内容应用专业模流分析系统Moldflow进行零件模型网格划分，通过模型的有限元网格划分、网格诊断、网格修复处理等前处理，对网格有限元模型进行网格质量优化，保证模型有限元后续的翘曲、熔接痕、冷却、收缩等分析计算更为精确，系统分析运行更稳定。实验步骤1、新建工程：打开Moldflow软件，进入Moldflow环境选择“文件”→“新建工程”命令，系统弹出“创建新工程”对话框，如图1所示，并在“工程名称”右边对话框填写工程名称，工程创建位置可以根据需要自行修改，点击“确定”。图1创建新工程对话框2、STL模型导入：选择“文件”→“输入”命令，选择输入模型图标，导入之前创建的STL格式文件，导入的模型文件网格类型选用“双层面”网格，单位设置为“毫实验步骤米”，点击“确定”；图2模型文件导入选项3、有限元网格划分：双击方案任务栏中的“创建网格”图标，或者选择“网格”→“生成网格”命令，系统弹出网格划分界面对话框如图3所示。图3网格划分对话框系统自动推荐网格边长，点击“立即划分网格”命令，系统根据设置的网格参数划分网格；划分后的网格如图4所示；图4网格3D图4、网格状态统计：通过“网格”→“网格统计”命令，进行网格统计，查看网格匹配率、实验步骤相互率、网格纵横比等信息，如图5所示；图5网格统计5、网格缺陷诊断：通过诊断工具对网格进行纵横比、重叠单元、网格取向、网格厚度、连通性以及自由边等进行诊断。其中，要求网格连通性好、无自由边、无重叠单元等缺陷；（1）纵横比诊断，如图6所示：图6纵横比诊断（2）重叠单元诊断，如图7所示：图7重叠单元诊断对话框实验步骤（3）取向诊断，如图8所示：图8取向诊断结果（4）连通性诊断，如图9所示：图9连通性诊断结果（5）网格厚度诊断，如图10所示：图10网格厚度诊断结果6、应用网格处理工具修复网格：要求修复后，最大纵横比控制在20以内，网格匹配率在90%以上，网格相互率在80%以上；经过网格处理工具修复，最终得到如图11所示的网格。实验步骤图11网格统计实验总结思考题：1、什么叫做有限元方法？其基本思想是什么？答：有限元法的实质就是将一个无限的连续体理想化为有限个单元的组合体，使复杂的问题简单化为适合于数值解法的结构型问题。其基本思想是将一个连续求解域离散成有限个形状简单的子域，利用有限个节点将各子域连接起来，使其分别承受想应的等效节点载荷，并传递子域间的相互作用；在此基础上，借助子域插值函数和平衡条件构建各子域的物理场控制方程；将这些方程按照某些规则组合起来，在给定的初始条件和边界条件下进行综合计算求解，从而获得对复杂工程问题的近似数值解。2、Moldflow网格类型有几种？答：网格主要有三种类型。中性面网格、双层面网格和实体网格。（1）中性面网格是由三节点的三角形的单元组成，网格创建在模型壁厚的中间，形成单元格网格。（2）双层面网格是创建在模型的上下两层表面上，中间为空。（3）实体网格是由四节点和四面体单元组成，利用实体网格可以更为准确地进行三维流体仿真。3、为什么有限元分析要网格划分？网格质量对分析结果准确度有何影响？答：有限元法的实质就是将一个无限的连续体理想化为有限个单元的组合体，使复杂的问题简单化为适合于数值解法的结构型问题。所以就要对整个连续体进行离散，分解成为小的单元即是网格划分。网格是整个数值仿真计算的基础，所以网格的质量对分析结果的准确度有很大影响。网格的缺陷不仅仅对计算结果的正确性和准确性产生影响，而且在网格质量严重低下的情况，会使计算根本无法进行。网格划分的疏密对分析的精密度和计算时间有很大影响。4、在双层面网格模型中进行翘曲或者冷却分析时，一般推荐的纵横比范围是多少？答：在双层面网格模型中进行翘曲或者冷却分析时，一般推荐的纵横比范围是不超过10:1，且纵横比越小越好，根据实际情况酌情确定。指导教师意见签名：年月日贵州大学实验报告学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程班级：班姓名学号实验组1实验时间2014年10月指导教师老师成绩实验项目名称实验三：基于MoldFlow的浇注系统及冷却系统创建实验目的通过实验培养学生掌握实验大纲所规定的专业软件使用及基本操作能力，并能够实现独立操作。在熟悉网格诊断与修复优化的基础上，进一步熟悉并掌握浇注系统、冷却系统的创建及其网格划分。对学生的基本要求是：掌握专业注塑CAE系统基本应用，能够独立完成具有一般复杂程度零件的注塑CAE模型浇注系统与冷却系统创建。实验要求根据本上机实验的特点、要求和具体条件，学生在Moldflow环境下独立浇注系统和冷却系统的创建。实验原理根据教师提供的零件CAD模型进行有限元网格划分，整个过程教师不指定明确参数设置，由学生依据专业知识与软件操作方法对其进行浇注系统和冷却系统的创建。实验仪器满足分组人数的计算机设备及相关CAE系统，塑件CAD三