1、CAE分析标准流程,CAE分析结果的影响因素,CAE分析结果的解析,分析案例解读CAE,如 何 正 确 理 解 CAE,CAE(Computer Aided Engineering)，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。,什么,CAE,是,?,CAE软件可作静态结构分析，动态分析；研究线性、非线性问题；分析结构（固体）、流体、电磁、热等。,CAE是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。,什么,CAE,是,?,目前我们公司引进的Au
2、todesk公司的用于流体动态仿真的最新模流分析软件MFI(Autodesk Sinulation Moldflow Synergy 2013),也就是注塑成型模拟仿真技术.,CAE软件按研究对象分为：静态结构分析，动态分析；按研究问题分为线性问题，非线性问题；按物理场分：结构（固体）、流体、电磁等。,什么,CAE,是,?,CAE软件的主体是有限元分析(FEA，Finite Element Analysis）软件。有限元方法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的
3、，所以称为有限元法。,分析思想,基于有限元方法的CAE系统，其基本过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体；通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量（应力、位移、压力和温度等）问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。此时得到的基本方程是一个代数方程组，而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。求解后得到近似的数值解，其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。,分析思想,前处理,有限元分析,分析过程,1,3,后处理,CAE分析结果采用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分布的
4、等值线图，表示应用、温度、压力分布的彩色明暗图，以及随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图。根据工程或产品模型与设计要求，对有限元分析结果进行用户所要求的加工、检查，并以图形方式提供给用户，辅助用户判定计算结果与设计方案的合理性。,分析过程,汽 车 类 产 品 模 流 分 析 时 间 表,分析时间,仪表板类冷却分析时，因涉及到运水的复 杂性不同，其时间跨度比较大。,产品之外的任何特征修改（如浇口、冷却水 路）除模型前处理，网络不用重划分外，其 它都需重新运算一次，其分析时间一般要正常 时间的一半,若修改产品，则相当于全部重新开始( 模型前处理，网格划分，重新运算)
5、。,CAE分析的作用,增加设计功能，借助计算机分析计算，确保产品设计的合理性，减少设计成本,缩短设计和分析的循环周期,CAE分析起到的“虚拟样机”作用在很大程度上替代了传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证设计”过程，虚拟样机作用能预测产品在整个生命周期内的可靠性,CAE分析的作用,采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本,在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题,模拟各种试验方案，减少试验时间和经费,进行机械事故分析，查找事故原因,Autodesk公司的模流分析软件MFI其主要功能就在于模拟塑料成型模具实际成型过程,即熔融态塑料在模具型腔内的流动成型过程,通过有限元数字求解器
6、计算分析熔融态塑料成型过程中的速度场、位移场、温度场、压力场的变化过程,CAE分析的作用,工作流程,详细填写CAE分析申请单,评审方案及确定分析方向和重点,分析模型前处理设置工艺条件分析,确定报告方案及评审,T1试摸前确认CAE分析报告与模具一致,采集试摸数据及总结经验,分析结果评判及优化对比,CAE可以看作是一个试验注射机,进行注塑试验的工具,能够发现、预测问题的发生。通过分析，使得问题点在理论上可视化、使得问题点明确化。对实际成型的现象进行理论上的预测和把握，从而找到问题点并将风险化为最低。,必要性,相 信 CAE,但 不 能 迷 信 CAE,真 理 掌 握 在 使 用 者 手 里,CAE
7、的作用主要是对工艺、设计方案进行优化，而方案的优化不是自动进行的，而是靠与经验知识结合来。而经验往往无法把握度，CAE虽然能够把握度，但与实际不能完全吻合，经过经验知识的验证和补充，才能更可靠。,软件像设备一样，只有保证输入正确的参数，才能得到较为正确的结果。但软件又不完全等同于设备，它经过理想化、简化、近似化等处理，与实际情况有着或多或少的差异。软件起的主要是指导性的、方向性的作用。CAE是对注塑成型的理论仿真，在实际应用中必须与经验结合才能实现其价值。CAE和经验技能结合越紧密，实际效果就越明显。,必要性,相 信 CAE,但 不 能 迷 信 CAE,真 理 掌 握 在 使 用 者 手 里,
8、CAE工作的要求,相 信 CAE,但 不 能 迷 信 CAE,真 理 掌 握 在 使 用 者 手 里,CAE的使用应该是一个项目团队共同协作完成,包括材料工程师、产品设计工程师、模具工程师、试模工程师和CAE工程师，发挥设计部门、分析部门和试验部门的团队精神，不断研究设计方法、提高CAE分析和试验分析的综合应用能力。,CAE分析工程师的要求,求解器技术:CAE分析模型的选择及处理要求,成型零件:CAD模型、实际产品、分析模型一致性,材料数据: CAE分析材料的选择及影响因素,工艺条件: 注塑成型工艺条件的模拟一致性,影响分析结果准确性的四要素,求解器技术,Midplane中层面网格 适用于整体
9、为薄壁的产品,Dual Domain双层面网格 1.產品是薄壁件但包含局部料位厚的區域. 2.產品任何部位的長度和寬度都應是厚度的4倍以上.一般要求10倍以上,以保証分析的准确性.,3D网格 1.料位特厚,最大料位差6mm以上,或平均料位6mm以上。 2.產品有很多厚區域,轉角,特征或壁位 注意:長度和寬度是厚度的4倍以下的產品建議用3D网格. 3. 對于圓轉角和特征需要精准分析的產品,成型零件,分析模型,分析结果,实际成型,务必保证几何模型与实际模型一致,是否经过合理简化;是否有特征丢失;网格匹配和厚度定义是否准确;是否完全建立浇注系统;水路连接是否一致;浇注系统和冷却系统的尺寸、参数定义是
10、否一致;分析模型是否与模具加工一致否则,势必影响分析结果与实际结果的一致性,CAE分析材料的选择,热 塑 性 材 料 加工性能,CAE分析材料的选择,影响分析类型的材料参数,CAE分析材料的选择影响分析类型的材料参数,影响分析类型的材料参数,CAE分析材料的选择,CAE显示材料参数,CAE分析材料的选择,CAE 报告显示材料参数,CAE材料数据资料库选择查询比对顺序 高分析材料物性表 CAE材料数据库数据 -高分子材料名称 -厂商 -熔融指数MFR -收缩率-密度 -热学性能(热变形温度) -机械性能(拉伸模量),CAE分析材料的选择,CAE替代材料选择原则,CAE分析材料的选择,CAE不同材
11、料分析实例,注塑成型工艺条件,注射成型是将注射机熔融的塑料，在柱塞或螺杆推力作用下进入模具，经过冷却获得制品的过程。 注塑成型有三 要素五原则:,模具、 成型机（注塑机）、 成型材料（塑料）,温度、 速度、 时间、 成型压力、 行程（位置）,注射时间 保压时间 冷却时间 开模时间 熔胶(塑化)时间,背压 注射压力 保压压力 熔胶(塑化)压力锁模压力(锁模力),注塑成型工艺条件,注射成型的重要工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度，压力和相应的各个作用时间，即注射成型工艺条件三 要素，如下所示：,干燥温度 熔融温度 模具温度 冷却回路温度,注塑成型工艺条件,工艺参数设置,注塑成型工艺条件,工艺参数反
12、馈,分析结果列表,右图列出了创建的图形结果，并给出了以下分析技术是否支持各个结果：,Fill Time,定义,标准,结果,填充时间显示了模腔填充时每隔一定间隔的料流前锋位置。每个等高线描绘了模型各部分同一时刻的填充。,平衡填充,确认填充行为的显示状况:云图,等高线图,局部填充云图;动态图,等高线的均匀间隔指示了聚合物的均匀流动速度。宽的等高线指示快速的流动，而窄的等高线指示了缓慢的填充。,所有流程在同一时间结束，料 流前锋在同一时间到达模型末端,均匀流速,短射,Fill Time,滞流,在填充时间结果上，短射将显示为半透明的。关于3D模型, 可以使用未填充的模穴(短射)结果来检查是否在制品的内
13、部存在未充填的部分。,如果填充时间结果显示一些区域上的云图有很近的间隔，将产生滞流。,过保压,如果填充时间结果显示某个流程的流程之前完成，将显示过保压。过保压会导致高的制品重量、翘曲和不均匀的密度分布。,Fill Time,熔接线,在填充时间上重叠熔接线确定其存在，熔接线会导致结构和外观视觉上的缺陷。,气穴,在填充时间上重叠气穴可以确认其存在，气穴会导致结构和外观视觉上的缺陷。,跑道效应,跑道效应会导致气穴和熔接线，查 看气穴和熔接线的位置及数量。,气穴&跑道效应=Air Traps,熔接线=Weld Lines,过保压 =顶出时体积收缩,Fill Time,判 断 注 塑 制 品 缺 陷,填
14、充不平衡 =V/P切换时压力,滞流效应&短射=Temperature at flow front,Fill Time,判 断 注 塑 制 品 缺 陷,Pressure at V/P switchover,定 义,该结果从流动分析产生，显示 了通过模型内的流程在从速度到压 力控制切换点的压力分布。,在填充开始前，模腔内各处的压力为零（或者为大气压，绝对压力）。熔料前沿到达的位置压力才会增加，当熔料前沿向前移动填充后面的区域时压力继续增加，此取决于该位置与熔料前沿的长度。各个位置的压力不同促使聚合物熔料的填充流动，压力梯度是压力差除以两个位置间的距离。聚合物总是朝着负压力梯度方向移动，从高压力到低
15、压力（这个类似于水的流动从高处流向低处）。因而，最大压力总是发生在聚合物注射位置处，最小压力发生在填充过程中的熔料前沿。压力大小（或压力梯度）取决于聚合物在模腔中的阻抗；高粘性的聚合物要求更多的压力来填充模腔。模型中的受限制区域，比如薄部分、小的流道、长的流动长度也要求大的压力梯度高压力来填充。,标 准,Pressure at V/P switchover,Pressure at V/P switchover,结 果,速度/压力转化时，制 品的瞬间压力分布,平衡流动、平衡 压力分布,流动前锋温度效果;,浇注系统压力损失 .,冷凝 效果,过保压,滞流,Pressure at V/P switch
16、over,平衡的压力分布,定义,标准,结果,该结果从流动分析产生，显示了通过模型内的流程在从速度到压力控制切换点的压力分布。,整个成型周期内型腔及浇注系统压力变化,包含填充阶段和保压阶段压力随着时间的变化状态,通常以动态结果显示,标准的注塑机最大液压是200MPa，由于喷嘴的区域很小,当聚合物被注入并且被冲进喷嘴时，有一个增强的压力比例在8-15之间。因此，喷嘴处可用的压力通常在160MPa到300MPa之间，平均大约是200MPa。注意:注塑机的注射压力是由液压系统提供.参数设置需要变换换算关系.,Pressure,定义,标准,结果,结果显示了在填充和保压阶段不同时刻的压力。,确认整个成型周
17、期内压力变化分布;确认成型周期内最大注塑压力、V/P切换时压力、保压压力和时间的关系,注射位置处压力对于检查是否有压力阻止很有用的，其通常是不平衡的标示。该结果对平衡很敏感。,Pressure、Plot,定义,标准,在流动前沿到达某个节点时的聚合物温度。,在填充阶段中，流动前沿温度下降幅度不应超过 2C 至 5C。如果流动前沿温度在制品的薄区域很低，可能发生滞流或者短射。某个区域的流动前沿温度很高，可能发生材料降解和表面缺陷。确保流动前沿温度总是在聚合物使用的推荐范围之内。确保冷却和保压的压力尽可能地均匀分布来最小化翘曲。符合要求的注射曲线来获得满意的温度分布。,Temperature at
18、flow front,热点，通常显示了在最后填充区 域和浇口附近的过剩剪切热,查看 模型冷却率，是否在模型里有热 点或者冷点。冷点，指示了滞流, 材料的剪切热或者冷却是否过度。 滞流 壁厚过薄 短射(缺胶) 光泽差 烧焦(降解),结 果,Temperature at flow front,定义,标准,结果,聚合物熔体在成型周期内流经某一位置在其厚度上的温度变化(动态结果).,热点是由于在填充阶段过多的粘性发热。如果最大体积温度接近于材料降解温度，考虑在热点部分更改产品的几何形状或者改变工艺条件。微小的温度也能导致不均匀的收缩和翘曲。,在填充期间均匀的体积温度分布是想要的模型设计。体积温度显示是
19、检查流动分布的另外一种方式。连续流动的区域（热对流）的体积温度会比较高，当在该区域的流动停止时,体积温度下降得很快。,Bulk temperature,定义,标准,结果,流经与注射节点直接相连的每个柱体单元（流道系统）的材料的总体积。,流动平衡;热咀生产能力,主要用于检查多浇口或多型腔设计的流动是否平衡。 该体积应在主流道上最大，而在浇口处最小。 流经多浇口零件中每个浇口的材料的体积应相似。,Throughput,结 果,Throughput,定义,标准,结果,显示了通过流道传送到模具型腔的聚合物的量和速率。,判定流道设计平衡性合理性;可以同Throughput结果配合使用,是通过产品平均速率
20、和流道的横截面计算。其对于流道系统的设计非常重要，尤其是在一个多浇口的模腔。在填充期间从喷嘴处的输入流量分布在所有流道分支上，流量分布可以通过每个分支的阻抗来调整。,Flow rate, beams result,气穴在至少 两个流动前沿汇合的地方，或者在流动路径的末端。气穴通常是由于跑道效应/迟滞效应或非均匀/非线性填充模式而产生的合流流动前沿导致的。即使零件具有平衡的流动路径，在流动路径终端也会由于排气不足而产生气穴。,Air traps,定 义,标 准,Air traps,查看会出现多少气穴，并且出现在制品的哪些位置。如果制品不需要完美的外观，气穴出现在表面也可以接受。使用填充时间与气穴
21、协同来确定填充行为，查看气穴实际上发生在这些位置的 可能性 。,Air traps,结 果,烧焦,如果气穴在足够的压力下将会导致烧焦，引起空气点燃烧焦塑胶。,如果气体没有排出，并且没有快速地压缩导致烧焦，将可能导致短射，或者在制品留下气泡。,短射,改 善 措 施,使用导流道或阻流道;提高注射速度来消除由合流流动前沿和迟滞产生的气穴;降低注射速度来减少由排气不畅产生的气穴，并防止出现烧焦;降低零件壁厚比可减少竞流;移动注射位置以便在易于排气的区域（例如分型面）形成气穴。,Air traps,熔接线和熔合线是在填充零件时 两个或多个流动路径相遇和汇合而造成的瑕疵或可见缺陷。出现熔接线或熔合线可能表
22、明存在结构弱点和/或表面 瑕疵。熔接线和熔合线定义间的唯一区别是其形成角度。,Weld lines & Melt lines,定 义,标 准,Weld lines & Melt lines,熔合线通常是由平行 的流体形成的。熔接线在小角度处形成。熔合线的强度大于熔接线，且不如熔接线明显。质量取决于材料类型、填充物的类型和量以及熔合线处的压力和温度。当流动前沿分裂并绕过孔之后合流，或具有多个浇口时，熔接线是不可避免的。避免使熔接线出现于有强度要求或者外观平滑要求的区域。通常情况下，熔接线形成时的熔体温度不低于注射温度 20C 时，其强度可较好。,Weld lines & Melt lines,改
23、 善 措 施,增加壁厚;减小制品厚度比;调整浇口位置和尺寸;改善熔接线质量;增加浇口和流道的直径;移动注射位置使熔接线更靠近浇口;移动注射位置使流动前沿相遇得更间接;提高熔体温度、注射速度、或者注射压力、或者保压压力;在熔接线位置放置一个排气孔。,定义,标准,结果,显示了模腔里聚合物在时间上的速度平均量。流动速度大小是经由厚度的直接平均（仅考虑熔体，而没有冻结层）。,过保压;滞流;跑道效应;不平衡流动;气穴;熔接痕;潜流痕;银纹(高速突变区域)。此结果通常配合其他相关结果一起查看判断制品缺陷,查看高流动速率区域。对于指定模型部分的高速率值指示了高流动速率，意味着这里会出现填充问题比如过保压或者
24、喷流。这也意味着聚合物流动是不平衡的，在制品的某些区域流动很快而在其它区域流动很慢。,Average velocity,定义,标准,越高的值描绘越厚的冻结层，越薄的聚合物熔体层。,此结果的值范围从 0 到 1。值越高表示冻结层越厚、流阻越大以及聚合物熔体或流动层越薄。当温度降至转换温度 (Ttrans) 以下时，即认为聚合物已冻结。冻结层厚度对流阻具有非常显著的影响。粘度随温度的降低以指数形式增大。流动层厚度也会随冻结层厚度的增加而减小。,Frozen layer fraction,Frozen layer fraction,结 果,冻结时间;判断浇口设计合理性一般以冷凝层系数大于0.5为基准
25、,浇口或产品某部位冷凝层系数达到0.5 ，即表示会阻碍保压阶段用于压实制品的料流流动。,Volumetric shrinkage at ejection,定 义,指从冷却阶段结束 到零件冷却至环境参考温度（默认值为 25C/77F）时局部体积的减小量(保压阶段包括保压时间和冷却时间)。,标 准,Volumetric shrinkage at ejection,可接受的体积收缩-对于各向同性的非结晶性材料,如ABS, PC ,PS等,体积收缩应小于或等于三倍的线性收缩-对于各向同性的结晶性材料，如PP,PE ,PA等,体积收缩应小于或等于一倍的平行方向线性收缩加上两倍横向方面线性收缩。,用来检测
26、模型的缩痕;对于热塑性材料，体积收缩率应小于材料的最大观测值且均匀的分布于整个制品来减小翘曲,同样的材料,大的产品可接受的数值会大一些。,Volumetric shrinkage at ejection,结 果,判断缩痕、保压曲线设置、最佳 浇口位置,Shear rate, bulk,定 义,显示整个截面的剪切率大小。体积剪切率来自于壁剪切应力和流动性，表现任何截面的剪切率特点。首先粘度从流动性和制品厚度计算出，然后体积剪切率从壁剪切应力和粘度计算出。,Shear rate, bulk,标 准,剪切率是衡量胶料层彼此间的滑行有多快！太快，聚合物链中断材料降解。体积剪切率不应该超过材料数据库里的
27、 最大 推荐值，超过这个值将可能 导致聚合物降解。剪切率同样随着厚度改变。,Shear rate, bulk,结 果,浇注系统（速度最快 的地方）中的剪切速率往往很高;要 减小 剪切速率，可增大横截面或减小流动速率。注:通常情况下,体积剪切速率 最大值 出现在浇口处,剪切速率影响大的是对剪切敏感的塑料,如ABS,PC 等,定义,标准,显示塑料的冻结/熔化界面处的剪切应力。用于度量影响冻结层旁边的熔体取向程度的因素。,剪切应力应小于材料数据库中为该材料所推荐的最大值;横截面中心处的剪切应力为零，并线性增加到冻结/熔化界面处的应力值;较高的剪切应力会导致较高的取向，大量取向将导致较高的残余应力;残
28、余应力较高会导致零件应力，并进而导致零件在顶出或工作时开裂。,Shear stress at wall,Shear stress at wall,结 果,检查壁上剪切应力是否 小于 材料的推荐值,零件中的剪切应力很重要，但浇注系统中的剪切应力并不重要。仅当聚合物添加剂对剪切非常敏感时，浇口和流道中的剪切应力才变得重要。可以在“材料数据库”中找到材料剪切应力限值;高剪切应力位置上的局部加厚可用于降低剪切应力;较低的流动速率可能降低最大剪切应力。 如果流动速率达到或接近填充末端速率，则在填充问题区域时，使用注射曲线或较早切换到压力控制以降低流动速率。如果高应力出现在浇口附近或在零件中间的某个区域，
29、则较长的注射时间可能会降低剪切应力。增加 注射时间时要小心，因为零件中的熔体温度可能会急剧下降，从而引起其他填充和保压问题;将材料更改为粘性较低的材料或增加熔体温度也将降低剪切应力。,注 :高的剪切应力和剪切速率,通常都是出现在浇口附近以及制品壁厚突变的结构和薄壁区域,定义,标准,表明分子在零件外侧/心部的取向方式，显示在填充结束时的平均主对齐方向。,由于熔体首次接触模具时会迅速冻结，因此表层分子取向为速度矢量。在中心层达到转变温度之前，每个三角形单元的心部取向都垂直于速度矢量。在没有严谨的纤维取向分析的情况下，表层取向和心部取向能够很好地表明在非纤维填充的材料中分子将如何排列。此结果显示了使
30、用纤维填充的材料时，纤维将在表层如何取向。,Orientation at skin /core,Orientation at skin /core,结果,表层取向结果对评估零件机械属性很有用处。例如，表层分子取向方向的抗冲击强度通常高很多。使用纤维填充的聚合物时，表层取向方向的拉伸强度也较高，因为表面的纤维均沿此方向对齐。表层取向通常表示强度方向。对于必须承受强冲击或作用力的塑料零件，可按照得到沿冲击或作用力方向的表层取向的目的设计浇口位置。 零件的线性收缩也取决于表层取向。对于未填充的聚合物，表层或流动取向方向的收缩大于型芯或横向取向方向的收缩。使用纤维填充聚合物时的情形可能相反，因为表层取
31、向方向纤维的收缩和刚度较低。 将表层取向结果与填充时间结果进行比较，以识别零件中的非平衡流动。零件的线性收缩也取决于此取向。对于未填充的聚合物，表层（流动）取向方向的收缩大于型芯（横向）取向方向的收缩。但是，使用纤维填充聚合物时的情形可能相反，因为表层取向方向纤维的收缩和刚度较低。,定义,标准,整个零件上压力分布的合成值。F=P*A(F:锁模力,P:型腔平均压力,A:开模方向投影面积) ,锁模力同型腔平均压力成正比。,良好的锁模力应显示施加的最大锁模力小于机器限制的 80% 左右，以便将剩余 20% 用作安全系数。,Clamp force,通常,最大锁模力出现在保压阶段.如果只运行填充分析,所
32、得出的锁模力会偏低.只有运行保压分析才能得出正确的锁模力;锁模力与型腔压力成正比,保压分析的保压压力决定型腔压力,设定不同保压压力,锁模力会不同.这会造成分析结果与实际不一致;对于复杂的产品,如存在多个面在开模方向上重迭的几何结构,比如有侧抽芯的凹槽,那么在CAE计算投影面积时会在这些位置重复计算投影面积.,导致计算所得投影面积比实际的投影面积大,从而计算得出过高的锁模力.,结 果,Clamp force,结果,解决方法:如右图所示,选中需侧抽芯的凹槽网格,点击右键,修改网格属性,选excludefrom clamp force calculation,同时去除Applyto all enti
33、ties that share this property.,Clamp force,冷却的重要性,冷却影响品质 表面光洁度 残余应力 结晶度 热弯曲 冷却影响生产成本 顶出温度 循环时间,Cooling Analysis Results,Midplane Temperature, mold (top) Temperature, mold (bottom) Temperature difference, part Temperature profile, part Fusion Temperature, mold Temperature profile, part 3D Temperature
34、, mold (3D) Temperature, part (3D),冷 却 分 析 首 要 结 果,Cooling Analysis Results,Circuit pressure 冷却回路内,出入口压力均匀分布,入口最高,出口最低,冷却液流通横截面大小会影响回路压力降大小,每个回路中的冷却液压力应小于冷却液泵容量。 Circuit coolant temperature 进出水温差应低于 3C Circuit metal temperature 水与模具接触面温度;与水温相差 5C. ;较高则说明流速不够 Circuit heat removal efficiency 无量纲,最大值为1
35、;归因于水路与产品的距离,雷诺数,温差 Circuit flow rate 与回路雷诺数结合，可确定是否能达到获得湍流冷却液流动所需的流动速率。在排热时，流动速率本身并不是主要因素，但它应该是达到必需雷诺数所需的最小值。串联回路的流动速率是恒定的，但并联回路不是。每个回路中冷却液流动速率的总和应小于冷却液泵容量。 Circuit Reynolds number 显示冷却剂的紊乱程度,雷诺数应大于 4000，确保回路内有湍流，从而能有效冷却;理想雷诺数是 10,000。,冷 却 分 析 辅 助 (次 要) 结 果,Cooling Analysis Results,冷 却 分 析 辅 助 (次 要
36、) 结 果,Time to reach ejection temperature, part 从周期开始到达顶出温度的时间 Maximum temperature, part 冷却最后时刻产品截面最大温度 Maximum temperature position, part 截面最大温度位置 Average temperature, part 冷却最后时刻截面平均温度 Flux 显示单位面积热传导率,冷却效果影响,Warpage Analysis Results,变 形 分 析 结 果,Warpage Analysis Results,引起变形的原因,冷却差异-产品厚度方向模腔两侧温度差异 收
37、缩差异-不同区域之间收缩率变化,也被称为局部收缩 取向原因-塑料取向的平行与垂直方向之间的收缩差异 拐角效应-面内收缩与厚度方向收缩之间的差异 (积热和 收缩不均),Warpage Analysis Results,减小变形的措施,减小主要翘曲贡献因素1 冷却差异2 局部收缩3 取向效应4 转角效应增加产品硬度换料,Warpage Analysis Results,Warpage Analysis Results,CAE报告案例解析,CAE报告案例解析,Know How,产品介绍,此产品为某汽车左前门上护板，产品外观二次加工为皮纹； 产品壁厚均匀，主体料厚为3.00mm，Boss柱中心厚及ri
38、b厚度均在1.2mm左右 产品结构简单，B面有21个Boss柱,Know How,分 析 结 果 展 示,根据分析结果fill time & pressure at V/P switchover综合比较，此产品三个针阀热咀顺序进胶，填充效果完全平衡。,Know How,分 析 结 果 展 示,根据分析结果fill time 和weld lines综合比较，在制品Boss柱表面走胶出现变化，形成了熔接痕。主要是柱位壁厚变化过大，走胶出现延滞！,Know How,分 析 结 果 展 示,根据分析结果Volumetric shrinkage at ejection，在制品Boss柱表面出现过保压，且
39、与整体差值过大，呈现凸起印痕缺陷。主要是柱位壁厚变化过大，保压不均！,Know How,试模结 果 展 示,此产品反复试模、修模，问题始终没有得到明显改善，甚至一次比一次差！最终还是回到原始方案的试模状态。主要原因是在修模过程中没有找对原因，而是盲目的在修。,Know How,试模结 果 及原因分析,熔接痕及凸起印痕,Know How,试模结 果 及原因分析,Know How,试模结 果 及原因分析,如图所示，制品实际走胶平衡，同分析结果一致，在Boss柱表面出现熔接线以及凸起印痕，实际检查制品壁厚，凸起印痕处过薄。此套模具原始设计是没有在Boss柱做减胶处理的，结果由于针过高、胶位薄而出现印
40、痕，此缺陷被认定为缩痕，故做减胶处理，使rib厚度与制品壁厚比例更大，导致出现严重缩痕，修模自始至终没有修改Boss柱中间针的高度，反复修改火山口，问题一次比一次严重。目前此模火山口已全部打平，但针没改，效果同原始设计。,Know How,总结,综合上述分析， 此产品主要问题点是Boss柱的问题，是制品缩痕与制品厚薄差异引起的凸起印痕的判断问题。如果问题的原因分析判断正确就会节约很多成本！此产品均匀壁厚3.0mm, Boss柱的rib和中心壁厚均在1.2mm左右 ，理论上来讲是不会出现缩痕的，有经验的制模师傅也认为不会缩痕。实际试模结果也可以看出有的Boss柱是缩痕（过厚引起），有的是凸起印痕（过薄引起），而修改方案统一做火山口减胶处理，必将引起更严重的缺陷。,
