【Moldex3D 2024使用手册】仿真指南-计算参数-流动/保压进阶
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二. 流动/保压页签(进阶)
在计算参数的充填/保压页签下点击进阶设定,可以让使用者针对流动分析作进阶设定。页签的种类将会因模型属性及项目类型而有所不同,各个页签均代表针对不同情境的模型修改。
精度/效能 (Accuracy/Performance)
[终止流动计算条件选项] (Criterion for stoppingcalculation) 可用 [充填百分比] (Fill percentage) 或 [不填充元素个数] (Unfilled elementcount) 定义。如果选取 [充填百分比] (Fill percentage),停止计算的预设条件值为 99.95%,表示 99.95% 的整个模穴体积已填满。因此,如果 [Fill percentage tostop calculation] 为 30%,充填分析将会在模穴体积填满 30% 时停止。此功能可何所要的填充百分比时预览填充行为,非常有用。如果选取[不填充元素个数] (Unfilled element count),流动计算将会在不填充元素个数减少至等于使用者定义的数目时停止。例如下图显示充填分析期间「浇口压力」和时间的关系,如果停止计算的充填百分比设定为 30%,充填分析会在模穴体积填满 30% 之后停止。
填料参数 (Filler Parameter)
当勾选纤维排向分析时,含纤模型计算参数下的进阶选项内会多出填料参数这项标签来调整纤维排向分析的进阶参数。但是,建议仍使用预设设定,而点击预设可以随时将设定全部改回默认值。
注:如果选择了被加密的材料,填料参数将被隐藏无法变更。
•填料类型
设定纤维类型、展弦比与比重,必须对照实际的填料状态。这些参数将会被带入纤维配向分析的模型做计算。
注:展弦比的定义是纤维长度与直径的比,扁纤的话,则是用扁平比来计算其有效直径。
•Jeffery水力动力项
近似四阶配向张量模型中,IBOF (modified orthotropic闭合近似模型)因为其良好的结果及正确度是最为推荐的选项。除此以外,使用者仍可以选择 Hybrid (Moldex3D原始纤维配性计算模型)或ORE (orthotropic 闭合近似模型)。这些模型的特性如下所列:
•旋转扩散项
提供Folgar-Tucker (原始 Moldex3D 纤维配向计算求解器模型)、ARD (各向异性旋转扩散项模型) 或 iARD (改良式各向异性旋转扩散项模型)。推荐使用最新的iARD模型,其所含的变量最为适量、有物理意义也同时适用于长短纤材料。这些模型的特性如下所列:
•纤维与熔胶之间作用
使用Retard Principal Rate (RPR) 考虑纤维间交互作用。不同的RPR模型会导致不同程度的纤维表层与核心层效应对比。
•进阶计算选项
在此可设定纤维浓度进阶、纤维断裂 (长度) 以及与流动的耦合计算。点击参数…来更改进阶纤维计算的参数。这将使用较多的计算资源,细节可见纤维 (Fiber) 模块下的章节。
纤维浓度:适量的含有纤维能够加强成品的结构强度。但是过度不均匀的纤维浓度分布,会导致翘曲或表外观的瑕疵。当启用计算纤维浓度时,纤维分析将同时计算纤维随熔胶被带入模腔时所造成的不均匀分布,并在最后输出纤维浓度 (体积&重量) 结果项。
纤维断裂:当融胶进入喷嘴,流道与浇口,高剪切应力很容易造成纤维断裂。当启用计算纤维断裂 (长度)时,纤维分析将同时计算纤维随熔胶被带入模腔时所造成的断裂后长度,并在最后输出平均纤维长度(体积&重量)结果项。
流动纤维耦合:启用考虑流动纤维耦合来带入纤维的配向、含量与长度对非等向流动性质所带来的影响。不论是材料数据中的性质还是流动导致的变化皆由被考虑在成型模拟当中,而与进行纤维配向分析一起表现了流动与纤维现象间的完全耦合分析。
注:如果使用的是旧的项目 (如R17),则会有另一个耦合模型是不会考虑纤维浓度与长度的。
逃气与包封 (Venting & Air Trap)
在 逃气(Venting) 标签中,勾选 逃气分析 (Venting analysis) 然后输入初始压力与温度,已将逃气设定由理想假设切换至标准设置。由于这样会取消理想逃气假设,所以需要额外在边界条件页签指定逃气BC,设定完后边界条件字段的对应选项会被启用。
壁滑移边界条件 (Wall Slip BC)
在壁滑移边界条件页签中,勾选套用壁滑移边界条件设定来启用壁滑移的模拟。强化流动求解器(Enhanced-P Flow Solver)支持壁滑移B.C.设定功能。可在*.lgf档案中检视其设定情况。
幂定律法:较大的滑动系数代表熔胶能在模穴壁面以更快的速度流动,而较大值的指数则表示壁滑移速度对剪切力更敏感。模壁剪切应力阀值(MPa)表示从无滑动至滑动状态的重要静态磨擦力。
摩擦力法:壁滑移行为一样从达到模壁剪切应力阀值时开始,但滑移速度则是由摩擦系数控制。较大磨擦系数或模壁剪切应力阀值表示模壁粗糙度较高,应力系数也较高且近似无滑动B.C.。
以下图标显示当模壁剪切应力 (Wall shear stress) =0且磨擦系数介于0.1到1.0时,进浇点压力结果显示磨擦力越小,压力值越小。当壁滑移现象发生,压力值不会提高而且保持在一个稳定值。
粉末参数标签 (Powder Parameter Tab)
在进阶设定内的粉末参数(Powder Parameter)标签内可查看或编辑粉末参数,使用者可根据充填时粉末分布情形设定粒子摩擦系数和粒子直径,一般来说越大的粒子直径与摩擦会造成越不均匀的粉末分布。平均浓度此项数据会自动从材料数据读取,用户只能在材料精灵内编修此项。
拉伸黏度 (Extension Viscosity)
在一般的塑料成型模拟中,流动一般取决于其剪切行为并使用剪切黏度 ηs 来描述。但在某些情形下,拉伸行为在流动中会变得明显并使用拉伸黏度 ηE 来描述,与剪切黏度ηs成一拉伸剪切比率。启用套用拉伸效应并指定相关参数值,流动分析就会考虑拉伸行为并输出一额外的结果项拉伸分率定义为:
发泡页签 (Foaming Tab)
此页签可以进行发泡射出成型(FIM)及化学发泡成型(CFM)分析的进阶设定并指定适当的微细发泡模型因子以达到精确的模拟结果。单击 [计算参数] (Computation Parameter) 设定窗口下 [流动/保压](Flow/Pack) 标签中的 [进阶] (Advanced),会开启指定因子的对话框。不过,我们建议采用默认值,使用这可在任何时候点击预设(Default)来将全部参数改回默认值。CFM 项目需要启用计算气泡尺寸及气泡密度 (Calculate Cell Size and CellDensity) 才会在分析后输出额外的结果项(气泡尺寸及气泡密度),FIM项目不用勾选则预设会输出。
气体类型 (Gas type):如果改变气体种类,会依据选择为材料性质提供不同的预设参数。使用者也可以为特定气体或依据需要再自行更改参数。
气泡成长模型 (Bubble growth model):气泡成长模型是利用材料性质与气泡表面的质传来表示气泡的动态成长。默认是Han and Yoo的模型,Payvar和Shafi 的模型分别通常会有较快与较慢的成长速度。Rosner 与 Modified Han and Yoo 模型还多考虑在压力上升时气泡收缩的行为,两者间的差别主要为数值收敛性。
材料性质 (Material Properties):材料性质需要依据制程使用的气体来给定参数数值。不同的材料性质依据数学模型会仿真出不同的气泡成长与成核行为。
成核参数 (Nucleation Parameters):成核参数被耦合模型读取来仿真在超越气泡生成门坎后的成核行为。气泡的成核是由于高分子熔流由竖流道至模穴压力在制程中降低所致,并与气泡成长呈负相关。
2024年06月25日 06点06分 1
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