CAE知識點(diǎn)總結(jié)

1、CAE知識點(diǎn)總結(jié)CAE作用：在模具加工前，在計算機(jī)上對整個注射成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、 保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品收縮和翹曲變形等情況， 以便設(shè)計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設(shè)計，而不是等到試模以后再返修模具。（或 者是它能夠在產(chǎn)品設(shè)計階段及開模之初，利用計算機(jī)對整個成型過程進(jìn)行分析擬準(zhǔn)確預(yù)測模具可 能出現(xiàn)的問題，并能夠?yàn)樵O(shè)計者提供可靠地解決方案。）CAE的基本流程：前處理一一分析計算一一后處理注塑成型CAE的作用：優(yōu)化塑料制品設(shè)計、優(yōu)化塑料模具設(shè)計、優(yōu)化注射工藝參數(shù)。熱注塑成型過程：把塑料原料加入注射機(jī)料筒中，經(jīng)過螺桿的旋轉(zhuǎn)使塑料

2、向前輸送，同時機(jī)筒 加熱使其溶化成熔體，儲存在注射機(jī)筒前端，當(dāng)螺桿作為加壓工具快速向前推進(jìn)時，塑料熔體已 告壓通過噴嘴注入磨具型腔中經(jīng)過冷卻、凝固后從磨具中脫出，成為塑料制品。熱注塑成型過稱分為以下階段：（1）塑化階段 （2）注射充模階段（3）冷卻凝固階段 （4） 脫模階段注塑成型工藝參數(shù)：（1）溫度：機(jī)筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度；（2）壓力：塑化壓力、注射壓力、保壓壓力；（3）時間（成型周期）：注射充模時間、保壓時間、冷卻時間、預(yù)塑時間以及其他輔助時間（開模、脫模、嵌件安放、閉模）。一般CAE軟件的結(jié)構(gòu)，分為幾個模塊？前處理模塊-給實(shí)體建模與參數(shù)化建模，構(gòu)件的布爾運(yùn)算，單元自動剖分，節(jié)點(diǎn)自動

3、編號與節(jié) 點(diǎn)參數(shù)自動生成，載荷與材料參數(shù)直接輸入有公式參數(shù)化導(dǎo)入，節(jié)點(diǎn)載荷自動生成，有限元模型 信息自動生成等。有限元分析模塊-有限單元庫，材料庫及相關(guān)算法，約束處理算法，有限元系統(tǒng)組裝模塊，靜 力、動力、振動、線性與非線性解法庫。大型通用題的物理、力學(xué)和數(shù)學(xué)特征，分解成若干個子 問題，由不同的有限元分析子系統(tǒng)完成。一般有如下子系統(tǒng)：線性靜力分析子系統(tǒng)、動力分析子 系統(tǒng)、振動模態(tài)分析子系統(tǒng)、熱分析子系統(tǒng)等。后處理模塊-有限元分析結(jié)果的數(shù)據(jù)平滑，各種物理量的加工與顯示，針對工程或產(chǎn)品設(shè)計要 求的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與工程規(guī)范校核，設(shè)計優(yōu)化與模型修改等。mordflow的分析模塊有：（1）氣體輔助注射成型 （

4、2）熱塑性塑料重疊注射成型 （3）注射-壓縮成型（4）夾心注射成型（5）微孔發(fā)泡成型（6）反應(yīng)注射成型（7）微芯片封裝（8）覆晶封裝（9）多料筒反應(yīng)成型（10）樹脂傳遞成型或結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型。熱塑性注射成型模塊的功能：（1）澆口位置分析（2）填充分析 （3）流動分析（4）冷卻分析 （5）翹曲變形分析（6）成型窗口分析 （7）實(shí)驗(yàn)設(shè)計法分析（8）流道平衡分析（9）纖維分析（10）收縮分析。MPA的主要功能：1、分析主流、分流道和澆口2、計算注塑周期、鎖模力、注塑量 3、自動幾何造型工具 4、自動基于互聯(lián)網(wǎng)的分析報告生產(chǎn)。MPA與MPI的區(qū)別：MPA用于產(chǎn)品開發(fā)早期快速驗(yàn)證產(chǎn)品的制造可行性。MPI

5、用于注塑成型的深入分析和優(yōu)化。MPI中模型網(wǎng)格劃分的技術(shù)及特點(diǎn)：（1）中面模型分析技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡明、久經(jīng)實(shí)際模擬驗(yàn)證、計算工作量小。缺點(diǎn)：在應(yīng)用 中比較局限性。（2）雙域模型分析技術(shù)，特點(diǎn)：可以直接分析三維實(shí)體CAD模型，省去了創(chuàng)建傳統(tǒng)中面分析比較 費(fèi)時的步驟，大大節(jié)省了模型準(zhǔn)備時間，可以對每次零件設(shè)計迭代都進(jìn)行分析，但存在分析數(shù)據(jù) 不完整，無法準(zhǔn)確解決復(fù)雜問題以及缺乏真實(shí)感等情況。（3）三維實(shí)體分析技術(shù)，特點(diǎn)：不僅獲得實(shí)體制品表面的流動數(shù)據(jù)，還獲得實(shí)體內(nèi)部的流動數(shù)據(jù)， 計算數(shù)據(jù)完整，三維實(shí)體流動模擬能準(zhǔn)確的預(yù)測其充填行為；但三維實(shí)體分析模型量大，計算時 間過長。網(wǎng)格劃分的質(zhì)量檢測指標(biāo)有：

6、網(wǎng)格統(tǒng)計、縱橫比診斷、重疊單元診斷、配向診斷、連通性診斷、 自由邊診斷、厚度診斷等。其分別對模型分析的影響：網(wǎng)格統(tǒng)計的影響：若網(wǎng)格數(shù)太少，分析不精確，而網(wǎng)格數(shù)太多則又增加工作量，降低工作效率;縱橫比的影響：合理的縱橫比是分析得以進(jìn)行的保證，太多的縱橫比會影響分析的精確 度，甚至導(dǎo)致分析失??；重疊單元的影響：分析時不能有重疊單元；連通性的影響：連通性影響到分析數(shù)據(jù)的完整度，且連通數(shù)應(yīng)只有1個，若出現(xiàn)斷點(diǎn)、斷層等 缺陷網(wǎng)格，就不能真實(shí)的分析出制品的性能；自由邊的影響：分析時不應(yīng)有自由邊存在，自由邊可能導(dǎo)致一些不確定的錯誤分析，必須消除; 總的來說，網(wǎng)格劃分是否合理將直接影響到制品模型最終的分析結(jié)果

7、，而且低劣的網(wǎng)格質(zhì)量會導(dǎo) 致整個分析失敗。MPI分析的通用流程：新建工程項(xiàng)目一導(dǎo)入產(chǎn)品模型一劃分網(wǎng)格一診斷并修復(fù)網(wǎng)格缺陷一選擇分 析項(xiàng)目一選擇分析材料一設(shè)定成型工藝參數(shù)一開始分析一分析結(jié)果判讀一分析結(jié)果報告制作。MPI分析的類型：澆口位置分析、填充分析、流動分析、冷卻分析、翹曲變形分析、成型窗口 分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計法分析、流道平衡分析、纖維分析、收縮分析等。MPI在選擇分析類型時必須先做：新建工程項(xiàng)目一一導(dǎo)入產(chǎn)品模型一一劃分網(wǎng)格一一診斷并修 復(fù)網(wǎng)格缺陷設(shè)置。制品的收縮缺陷指：塑料成型冷卻后塑件體積縮小的缺陷現(xiàn)象。（或指注塑制品的尺寸精度 與表觀質(zhì)量，制品結(jié)構(gòu)翹曲變形與內(nèi)在質(zhì)量缺陷。）收縮類型：模內(nèi)

8、收縮和脫模后收縮影響制品收縮的主要因素：（1）產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計因素（2）模具設(shè)計因素（型腔尺寸的設(shè)計、澆口設(shè)計、模具冷卻）（3）材料因素（材料的P-V-T特性、填充劑和增強(qiáng)劑、顏料）（4）加工工藝參數(shù)因素（熔體溫度、注射速率與注射壓力、保壓壓力和時間、模溫） （5）環(huán)境因 素（濕度的影響、環(huán)境濕度的影響）制品收縮的分析流程：填充+保壓+收縮、冷卻+填充+保壓+收縮、填充+冷卻+填充+保壓+收縮主要關(guān)注的結(jié)果：（1）收縮評價圖主要通過紅、黃、綠三色塊圖反映制品部分區(qū)域的收縮情況。（2）制品的體積收縮率一一通過云圖的方式表達(dá)制品不同區(qū)域的體積收縮率，該可以準(zhǔn)確反映制 品每一點(diǎn)的體積收縮率。（3）制品

9、頂出時的體積收縮率一一反映制品在頂出時的體積收縮率，制品在頂出時溫度較高，而 且與工藝設(shè)置有關(guān)，故頂出時的體積收縮率圖的數(shù)值較體積收縮率圖為小。（4）平均線性收縮率一一是平流動方向的線性收縮率和垂直流動方向的線性收縮率平均值，說 明纖維對收縮率的影響。（5）縮痕系數(shù)一一反映制品表面不同位置在厚度方向的凹陷的情況，可以了解制品的表面質(zhì)量。制品的翹曲缺陷指：注塑制品的形狀偏離了模具型腔的形狀，它是塑料制品常見的質(zhì)量缺陷 之一。翹曲類型：穩(wěn)定類型和非穩(wěn)定類型影響制品翹曲的主要因素：（1）材料因素（填料的影響、樹脂的影響）（2）制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計 因素（壁厚設(shè)計、加強(qiáng)筋的設(shè)計） （3）模具設(shè)計因素（澆口位

10、置影響、澆口數(shù)目影響、冷卻 系統(tǒng)設(shè)計的影響、頂出系統(tǒng)） （4）注射加工工藝條件制品收縮的分析流程：填充+保壓+翹曲、冷卻+填充+保壓+翹曲、填充+冷卻+填充+保壓+翹曲、填充+保壓+冷卻+填充+保壓+翹曲主要關(guān)注的結(jié)果：1）.對小變形分析的結(jié)果：通過翹曲云圖來表示，并可通過日志窗口中Warp標(biāo)簽項(xiàng)了解最大和最 小翹曲形變的數(shù)值和節(jié)點(diǎn)；2）.大變形分析的結(jié)果：通過總翹圖、XYZ方向的翹曲變形云圖，并通過日志窗口中Warp標(biāo)簽項(xiàng) 了解最大和最小翹曲形變的數(shù)值和節(jié)點(diǎn)；3）.Buckling （壓曲分析）的結(jié)果：可獨(dú)立分析導(dǎo)致翹曲的三種原因（冷卻差異、收縮差異、取 向效應(yīng)導(dǎo)致翹曲）。對每一種導(dǎo)致翹曲的

11、因素同時提供XYZ三方向的翹曲云圖，并通過日志窗口 中Warp標(biāo)簽項(xiàng)了解導(dǎo)致塑件翹曲變形的三個因素中的哪一個起關(guān)鍵作用。制品的熔接痕缺陷指：在熔融塑料填充模具型腔過程中，當(dāng)兩股或兩股以上料流在相遇匯合 時，由于料流的前沿部分已經(jīng)冷卻，使得它們不能很好的熔合，便在匯合處產(chǎn)生缺陷和疤痕。 熔接痕類型：1.按熔接痕的截面貫穿深度分為：表面型、深入表面型、貫穿截面型2.按熔接 痕形成的過程分為：對接型、并和型、無規(guī)型3.按熔接痕形成的時間分為：早期和晚期 影響制品產(chǎn)生熔接痕的主要因素：1.材料的影響 2.成型工藝條件的影響3.制件結(jié)構(gòu)的影 響 4.模具結(jié)構(gòu)的影響制品熔接痕的分析流程：通過對注射過程的填

12、充分析，了解制品熔接痕產(chǎn)生的位置和數(shù)量，并 根據(jù)熔接痕處的溫度以及熔接痕處的壓力去判斷熔接痕是否對制品的性能和表 面形成影響?。ㄌ畛?熔接痕分析）主要關(guān)注的結(jié)果：制品熔接痕產(chǎn)生的位置分析：通過分析熔接痕產(chǎn)生的位置，可以對澆口位置進(jìn)行調(diào)整，以改善熔接痕的質(zhì)量。熔接縫處料流前沿溫度；說明通過了解制品熔接縫處料流前沿溫度可以判斷熔接縫的好壞。3. 熔接縫處的壓力；利用熔接縫的壓力可以判斷是否會形成熔接痕。制品的殘余應(yīng)力缺陷指：制品成型后而沒有在成型過程中得到松弛的各種內(nèi) 部應(yīng)力之和。殘余應(yīng)力類型：流動取向應(yīng)力、熱應(yīng)力、定出應(yīng)力影響制品殘余應(yīng)力的主要因素：1.制品結(jié)構(gòu)設(shè)計因素（圓角、壁厚、金屬嵌件）模具設(shè)計因素（澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)）材料因素成型工藝因素（注射溫度、定型壓力、注射速率、模具溫度、嵌件預(yù)熱）制品殘余應(yīng)力的分析流程：余應(yīng)力分析可通過流動分析中的結(jié)果模內(nèi)第一主方向的殘余應(yīng)力和 模內(nèi)第二主方向的殘余應(yīng)力來反映；同時還可以提供制品在不同位置沿厚度方向的殘余應(yīng)力分布 情況。（填充+保壓+殘余應(yīng)力分析）主要關(guān)