Moldflow模流分析从入门到精通

杜海梅

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。
               
               图10.43  工程任务栏                   图10.44  实验设计（充填）分析类型
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。

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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。

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（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。

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（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。

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（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。

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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。

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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。

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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。
                  
               图10.62  工程任务栏                                     图10.63  成型窗口分析类型
                  
             图10.64  提示对话框                         图10.65  实验设计（充填）分析类型
3．设置工艺优化（充填）分析条件
一般设置工艺优化（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10.66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10.66中的设置。

图10.66 【工艺设置向导－充填设置】对话框
（2）用户还可以对分析条件进行更高级的设置。在图10.66中，单击【高级选项】按钮，弹出【充填高级选项】对话框，如图10.67所示。

图10.67 【充填高级选项】对话框
（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10.68所示。本案例采用AMI默认值。

图10.68 【工艺设置向导－DOE设置】对话框
（4）用户还可以对分析条件进行更高级的设置。在图10.68中，单击【高级选项】按钮，弹出【DOE高级选项】对话框，如图10.69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。
在第一个设置页面中，明确要求用户选择使用的注塑机类型，并输入相应的参数。接下来，是流动分析的常规参数：模具温度、熔体温度及Packing/Holding Control方式。第二个设置页面中，用户要定义相关质量准则的权值，类似于DOE分析中的权值设置。
4．采用向导创建浇注系统
采用向导创建浇注系统的步骤如下。
（1）选择【建模】|【流道系统向导】命令，弹出【流道系统向导－布置】对话框，单击【浇口中心】按钮和【浇口平面】按钮，使主流道设计参照浇口中心和浇口平面来设计，有利于注射压力和锁模力的平衡；不勾选【使用热流道系统】复选框，因为本例采用冷流道设计，如图10.70所示。
（2）单击Next按钮，弹出【流道系统向导－主流道/流道/竖直流道】对话框，在【注入口】选项栏下，将入口直径设为3.5mm，长度设为50mm，拔模角设为2°；在【流道】选项栏下，将直径设为6mm，勾选【梯形】复选框，包含倾角设为15°，如图10.71所示。
（3）单击Next按钮，弹出【流道系统向导-浇口】对话框，在【侧浇口】选项栏下，将入口直径设为3 mm，长度设为3mm，拔模角设为15°，如图10.72所示。单击Finish按钮，利用向导创建的浇注系统已经生成，如图10.73所示。
        
    图10.70 【流道系统向导-布置】对话框     图10.71 【流道系统向导-主流道/流道/竖直流道】对话框
   
     图10.72  【流道系统向导-浇口】对话框                图10.73  创建的浇注系统
（4）浇注系统创建完成后，需要进行连通性诊断，检查从主流道到制品模型是否完全连通。选择【网格（Mesh）】｜【网格诊断（Mesh Diagnostic）】|【连通性诊断（Connectivity Diagnostic）】命令，弹出【连通性诊断工具（Connectivity Diagnostic Tool）】对话框，如图10.74所示。选择主流道进料口的第一个单元“B9039”作为连通性诊断的开始单元，采用“显示”模式显示诊断结果，单击【显示】按钮，网格连通性诊断结果如图10.75所示。本例网格单元全部连通。
     
图10.74 【连通性诊断工具】对话框                    图10.75  网格连通性诊断结果
这样就完成了自动创建浇注系统。
5．分析计算
一般运行分析计算的步骤如下。
（1）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10.76所示。
（2）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10.77是分析过程中的内容，在屏幕显示中，可以很详细地看到工艺优化分析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10.78所示。
            
         图10.77  实验设计（充填+保压）分析过程信息               图10.78 【分析完成】对话框
（3）单击OK按钮，退出【分析完成】对话框。分析完成之后，得到的结果列表如图10.79所示。
分析结果有螺杆位置与时间关系曲线（Ram Position vs. Time）、制件冷凝百分比与时间关系曲线（Percentage of  Part Frozen vs. Time）和流动前沿区域与时间关系曲线（Flow Front Area vs. Time）。图10.80是流动前沿区域与时间关系曲线图，图10.81是制件冷凝百分比与时间关系曲线图，图10.82是螺杆位置与时间关系曲线图。

杜海梅

10.4.2  工艺优化（流动）分析
工艺优化（流动）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（流动）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（工艺优化-充填）”图标，在弹出的快捷菜单中选择【重命名】选项，重命名为“dvd_方案（工艺优化-充填+保压）”，如图10.83所示。
2．设置分析类型
一般设置分析的步骤如下。
（1）双击“dvd_方案（工艺优化-充填+保压）”方案，激活该方案，如图10.84所示。
                 
              图10.83  工程任务栏                         图10.84  成型窗口分析类型
（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10.85所示，单击【删除】按键，完成分析类型的设置，结果如图10.86所示。
                  
             图10.85  提示对话框                      图10.86  实验设计（充填+保压）分析类型
3．设置工艺优化（充填+保压）分析条件
一般设置工艺优化（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10.87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。明确要求用户选择使用的注塑机类型，并输入相应的参数。接下来，是流动分析的常规参数：模具表面温度和熔体温度。本案例采用如图10.87中的设置。

图10.87 【工艺设置向导－充填+保压设置】对话框
（2）单击【注塑机】选项后的【编辑】按钮，弹出【注塑机－注射单元】对话框，按如图10.88所示进行设置，在【最大注塑机注射行程】选项后的文本框内输入180；在【最大注塑机注射速率】选项后的文本框内输入328；在【注塑机螺杆直径】选项后的文本框内输入45；勾选【行程与螺杆速度】选项前的复选框；在【最大螺杆速度控制段数】选项后的文本框内输入8；在【最大压力控制段数】选项后的文本框内输入5，其他的选项采用默认值。单击【液压单元】按钮，弹出【注塑机－液压单元】对话框，按如图10.89中进行设置，在【注塑机压力限制】选项下选择“最大注塑机保压压力”项，并在其后的文本框内输入20；在【增强比率】选项后的文本框内输入7.38；在【注塑机液压响应时间】选项后的文本框内输入0.1。设置完成后单击【OK】按钮，返回到【工艺设置向导－充填+保压设置】对话框。
   
        图10.88 【注塑机－注射单元】对话框            图10.89 【注塑机－液压单元】对话框
（3）用户还可以对分析条件进行更高级的设置。在图10.87中，单击【高级选项】按钮，弹出【充填+保压分析高级选项】对话框，如图10.90所示。

图10.90 【充填+保压分析高级选项】对话框
（4）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－优化设置】对话框，如图10.91所示。在此页面中，用户要定义相关质量准则的权值，类似于DOE分析中的权值设置。本案例采用AMI默认值。

图10.91 【工艺设置向导－优化设置】对话框
（5）用户还可以对分析条件进行更高级的设置。在图10.91中，单击【高级选项】按钮，弹出【工艺优化高级选项】对话框，如图10.92所示。本案例采用图10.92所示的值。单击OK按钮，返回到【工艺设置向导－优化设置】对话框，单击Finish按钮，完成成型窗口设置。
  
图10.92 【工艺优化高级选项】对话框
4．分析计算
一般运行分析计算的步骤如下。
（1）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10.93所示。
（2）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10.94是分析过程中的内容，在屏幕显示中，可以很详细地看到工艺优化的实验参数、实验水平的划分及分析进度。运行完成后，弹出【分析完成】对话框，如图10.95所示。
      
图10.93 【选择分析类型】对话框              图10.94  实验设计（充填+保压）分析过程信息
（3）单击OK按钮，退出【分析完成】对话框。分析完成之后，得到的结果列表如图10.96所示。
分析结果有螺杆位置与时间关系曲线（Ram Position vs. Time）、制件冷凝百分比与时间关系曲线（Percentage of  Part Frozen vs. Time）和流动前沿区域与时间关系曲线（Flow Front Area vs. Time）。图10.97是流动前沿区域与时间关系曲线图，图10.98是制件冷凝百分比与时间关系曲线图，图10.99是螺杆位置与时间关系曲线图。