结构分析软件在预测注塑成型制品(或工件)性能方面一直用得很好。但其结果却永远都不能给出全部事实,因为这些制品的机械性质严重依赖于成型工艺。这就是为何拥有塑料知识的工程师常常会用可给出成型条件影响的模填充仿真来补充其结构分析工作的主要原因。
“过去,工程师们必须完成相当多的网格与模型导入、导出及处理工作,来综合这两类不同仿真的结果,而处理这些结果又相当费时费力,” Cascade Engineering工程公司的高级工程师与仿真专家Paul VanHuffe指出,“一些在理论上有意义的分析在实际工作中却不实用。”
现在,Moldflow公司对什么实用、什么不实用重新进行了定义。该公司在其5.0版软件中采用了多物理场仿真的(multiphysics) 方法,并将其模填充仿真程序与其自行开发的3D结构分析软件进行了充分结合。尽管不能取代专用结构分析产品,但多物理场仿真技术已帮助Moldflow公司的电力用户了解了很多新公司的电力用户了解了很多新东西——包括有关其制品性能及成型工艺经济性方面的情况。“多物理场仿真技术为我们开创了新的分析领域。” VanHuffe表示。
Cascade Engineering公司运用Moldflow软件的多物理场仿真技术
来为大型塑料制品(就像这些垃圾桶)选择尺寸最佳的成型机器。
这些制品如果不是在最佳压力下成型,就可能会比其设计指标更重,
生产成本更高。
移动的金属
这些新领域最重要的方面包括在注塑成型周期的填充与压缩阶段对模具与成型机器构件进行结构分析。仿真程序(也可能包括少数工程师)一直假设,模具与成型机器构件在对注入塑料实施高压期间会保持刚性,但事实并非如此。“任何一名曾在模具商店花过一些时间的工程师都知道金属会移动。” VanHuffe表示。
据VanHuffel介绍,了解模具与机器如何偏移不仅能提供对制品性能(包括重量与形状)有价值的分析,而且还能提供一些对模具设计有用的信息。此外,它还有助于为制品选择一种尺寸最佳的成型机器。这是一项将影响制品单件成本的决定。
在Moldflow最近发布的“Core Shift(偏芯)”仿真模块中,即提供了结构分析能力。正如其名称所表示的,该模块开创了一种用于仿真模芯由于塑料熔流压力而导致偏移的方法。该软件利用来自填充分析的压力分布结果并将其导入至结构分析中来计算模具偏移量。“熔料在模芯上的压力分布成为结构分析的边界条件,” Moldflow公司产品经理Murali Annareddy解释说。
然后,软件再利用此偏移量来调整代表模芯周围熔流的网格元素整代表模芯周围熔流的网格元素,以便随后进行的填充分析能反映模芯位置的任何变化。此过程在填充与压紧操作循环中以用户自定义次数重复进行,从而提供了一个有关模芯偏移如何随其位置移动而改变模具腔体形状的准动态视图。