《Lcd_front_panel_之CAE分析标准工作流程-范玉文.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Lcd_front_panel_之CAE分析标准工作流程-范玉文.ppt（58页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、范玉文范玉文2004.2004.03.03.0101LCD FRONT PANEL 之CAE分析標准工作流程2 2准備輸入資料(模型材料工藝條件)執行電腦輔助工程運算檢查輸出結果准備報告更改分析模型或是修改工藝條件yesno模流分析標准作業主流程3 3准備輸入資料處理几何模型存檔為.iges輸入C-MOLD處理網格檢查網格測量和分配肉厚生成網格建立熔膠輸送系統建立冷卻系統noyesthinkdesignthinkdesignC-MOLDC-MOLDThinkdesign和C-MOLDC-MOLDC-MOLDThinkdesign和/或C-MOLDThinkdesign和/或C-MOLD4 4處
2、理几何模型簡化模型產生Boundary curve編輯Boundary curve生成Surface編輯Surface5 5模型的簡化 為了節省建模時間提高模型質量我們需要對模型進行必要的簡化在建立簡化模型時，分析人員必須時時提醒自己，簡化的過程中是否會造成某些分析結果的不正確？如果簡化的過程中，可能發生 A 的不正確以及 B 的不正確，分析人員能否決定是要犧牲 A 還是犧牲 B？如下圖倒角部分過于狹長如果不進行簡化輸入C-MOLD中生成網格后會導至形狀比過大因此在建模時就需考慮忽略倒角特征。6 6模型的簡化產品四周的小卡鉤對充填模式和翹曲分析影響不大可以將其特征忽略.BOSS柱旁邊的小肋條對
3、充填模式和翹曲分析影響不大可以將其特征忽略.7 7在thinkdesign中通過公母模面產生Boundary curve,.附動畫檔1.產生Boundary curve 公模面產生Boundary curve 母模面產生Boundary curve8 8在thinkdesign中編輯curve.附動畫檔2.編輯Boundary curve將原來的曲面刪除留下Boundary curve.9 9使用thinkdesign中生成曲面的功能,利用Boundary curve重新生成Surface,以其作為產品的特征面。附動畫檔3.重新生成Surface重新生成的Surface模型1010編輯Surf
4、ace使用thinkdesign中編輯曲面的功能,對新生成的Surface進行編輯附動畫檔4.處理好的Surface模型1111存為IGES檔在thinkdesign中將.e3格式文件轉為.iges格式文件注意在IGES options對話框advanced中save下,勾選convert surfaces and curves to NURBS和split closed faces/surfaces兩選項。1212打開C-MOLD點擊File再點擊下拉菜單中Import Geometry,輸入所存.iges檔。輸入C-MOLD1313 選取mesh-create mesh指令,生成網格網格尺
5、寸此時不必調整。檢查網格的疊面形狀比和連接性,并分析其形成原因。同時,綜合考慮在thinkdesign和C-MOLD中解決這些問題的有效方法,可以大大減少工作量。檢查網格檢查重疊面(check mesh overlay)檢查形狀比(check aspect ratio)檢查連接性(check connectivity)檢查網格1414檢查重疊面圖1圖2此例疊面由于肋條與其所連接的大面各自划分網格所致。解決方法在Thinkdesign中沿他們相交線將大面切開并作成實體。結果如圖2。(附動畫檔5)1515 檢查網格形狀比。選擇MeshCheck aspect ratio指令檢查模型網格形狀比所有網
6、格形狀比應維持在10以下。再根據檢查結果綜合考慮在thinkdesign和/或C-MOLD中處理。檢查網格形狀比1616檢查網格的連接性。連接性以默認的紫紅色呈現(圖1),但須注意當模型曲面存在間隙時生成網格也會有間隙。這些間隙會影響充填模式導致模擬誤差。在兩曲面的交叉處須特別檢查其網格是否有連接性(圖2,3),圖4為處理后網格,解決方法在Thinkdesign中將間隙補起從交叉處將曲面切開(附動畫檔)5 圖1圖2圖3圖4檢查網格的連接性1717輸入C-MOLD中分配肉厚 將IGES文件輸入C-MOLD初步檢查模型形狀特征及品質如OK在thinkdesign中使用tools info命令測量肉
7、厚值然后在C-MOLD中使用properties assign命令分配肉厚.附動畫檔8.1818 網格的數量，會嚴重的影響分析所需要花費的時間，利用整體網格加粗，局部網格加密的方式，配合分析需求，寧可以合理的時間，得到 80%正確結果，也不要希望以超出要求的時間，得到 100%正確的結果.網格數量盡量不要超過15000。附動畫檔9生成網格使用mesh下create mesh命令生成網格出現如下對話框整體網格尺寸局部網格尺寸1919處理網格處理重疊面 (Mesh overlay)處理形狀比 (Aspect ratio)處理網格連接性 (connectivity)處理網格合并節點 (Merge N
8、odes)處理三角形法線方向 (align triangle normals)分配公母模面(align cavity/core)處理模型肉厚(assign or adjust element)2020合并節點使用合并節點以移除綱格模型內重壘或重復的節點。選擇MeshMerge Nodes 指令并使用預設值然后選擇Merge合并節點。此處預計值設為0.1mm2121當鄰近的元素不當的連接在節點就會產生綱格重疊的問題。這時應該修補所有的重疊網格因為他們會在模擬時造成問題。選擇MeshAdjust Nodes-Merge指令和View Overlay找出Overlay,然后選擇To be merge
9、d節點再選擇To merge to節點。按下Apply按鈕完成操作重復以上步驟直至在視窗左下角看見“There are no overlayed elements.”處理重疊面2222處理形狀比處理三角綱格的形狀比以確保網格的適當形狀以期獲得最精確的模擬結果。所有網格的形狀比應維持10以下所有綱格平均形狀比應維持在3以下)。選擇MeshAdjust ElementsAspect Ratio調整網格形狀比。62323當模型曲面存在間隙時生成網格也會有間隙。這些間隙會影響充填模式導致模擬誤差。在兩曲面的交叉處在生成網格時因為各自划分網格在交叉處可能會沒有連續性(圖2,3),圖4為處理后網格,解決方
10、法在Thinkdesign中將間隙補起或在C-MOLD中使用MeshMerge Nodes 指令和/或MeshAdjust NodesMerge指令處理。附動畫處理檔。5 7處理網格連接性圖1圖2圖32424處理三角形法線方向不同曲面在生成網格時法向方向會不一致我們需要將三角形法向調整一致將產品的母模面調整為藍色（正方向）產品的公模面調整為紅色（負方向）。附動畫處理檔。102525分配公母模面曲面在生成網格后需要分配三角形的公母模方向產品的母模面調整為藍色產品的公模面調整為紅色。附動畫檔。112626處理模型肉厚檢查模型肉厚分布是否正確使用properties assign命令重新分配與實際不
11、相符的肉厚也可以使用Mesh adjust elements Group指令快速的修改某一厚度區域的肉厚值。2727建立熔膠輸送系統建立節點(Create nodes)建構流道系統（Create runner)建立注射入口(Injection entrance)確定澆口(Gate)建立流道線架構(Curve或1D element)生成網格(Create mesh)2828確定澆口確定澆口數目確定澆口位置確定澆口類型及尺寸1.需要確定充填是否平衡.2.熔接線位置是否恰當,有無可能利用變澆口位置，或者是增加局部壁厚,以避免熔接線出現在重要外觀面或強度薄弱面上.3.澆口尺寸、形式是否恰當,從模擬結果
12、中查看剪切速率或剪切應力是否超過材料許容值，以確認澆口尺寸是否得當。2929確定澆口數目在模穴(型腔)能夠如期充填的前提下，澆口的數目是愈少愈好。As long as the cavity is able to be filled,as expected,gates are the less the better.每增加一個澆口，至少要增加一條熔接線(熔接痕)，同時還要增加一個澆口痕跡、較多的積風(氣穴)以及流道的體積。Once a gate is added,one weld line,at least,one gate mark,more air traps and more runner
13、 volume will be added.本案例要求結合線位於產品的四個角上，因此採用四個澆口從產四邊的中間進澆。3030確定澆口位置就單模穴(型腔)而言，充填平衡意味著熔膠波前(前沿)於同一時間抵達模穴(型腔)各末端。就多模穴(型腔)而言，充填平衡意味著熔膠波前(前沿)於同一時間抵達各模穴(型腔)末端。2.每一澆口應就塑流力所能及的流長/壁厚比之內，找出可以涵蓋最大產品面積的進澆位置。1.要避免充填不平衡的設計。3.要避免熔接線(熔接痕)發生在外觀和強度的敏感區域。3131確定澆口類型及尺寸L=0.5 0.75 mmW=澆口寬度(mm)gate width in mmA=模穴表面積(mm
14、)surface area of cavity in mmn =材料常數 material constant 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PP 0.75 for ABS 0.8 for CA,PMMA,PA,PC 0.9 for PVC22h=n th=澆口厚度(gate thick.in mm)t =產品壁厚(wall thick.in mm)WtLh矩形邊緣澆口Rectangular Edge Gate3232確定澆口類型及尺寸L=1.3mmW=w=澆口寬度 mm gate width in mmA=模穴表面積 mm surface area of cavity i
15、n mmn=材料常數 material constant 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PP 0.75 for ABS 0.8 for CA,PMMA,PA,PC 0.9 for PVC澆口厚度 gate thick.in mmt=產品壁厚 wall thick.in mm 22 h1 =n t h2=wh1/D扇形澆口Fan Gate3333確定澆口類型及尺寸重疊式澆口 Overlap GateW=w=澆口寬度 mm gate width in mmA=模穴表面積 mm surface area of cavity in mmn=材料常數 material consta
16、nt 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PP 0.75 for ABS 0.8 for CA,PMMA,PA,PC 0.9 for PVC澆口厚度 gate thick.in mm=nt澆口長度 land length in mm t=產品壁厚 wall thick.in mm 22 L1=0.50.75L2=h+(w/2)3434確定澆口類型及尺寸凸片澆口 Tab GateL=0.50.75mmW=w=澆口寬度 mm gate width in mmA=模穴表面積 mm surface area of cavity in mmn=材料常數 material constant
17、 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PP 0.75 for ABS 0.8 for CA,PMMA,PA,PC 0.9 for PVC澆口厚度 gate thick.in mm t=產品壁厚 wall thick.in mm 2 2h1 =n th2 =0.9 t3535確定澆口類型及尺寸針點澆口Pin GateL=0.5 0.75 mmd=澆口直徑(mm)gate diameter in mmt =產品壁厚(mm)wall thick.in mmA=模穴表面積()surface area of cavity inn=材料常數 material constant 0.6 fo
18、r PE,PS 0.7 for POM,PP 0.75 for ABS 0.8 for CA,PMMA,PA,PC 0.9 for PVCdLt3636確定澆口類型及尺寸潛伏式澆口SubgateW=w=澆口寬度 mm gate width in mmA=模穴表面積 mm surface area of cavity in mmn=材料常數 material constant 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PP 0.75 for ABS 0.8 for CA,PMMA,PA,PC 0.9 for PVC澆口厚度 gate thick.in mm=ntt=產品壁厚 wall
19、thick.in mm 230 15 2523737建立節點使用Geometry create nodes指令建立流道上的關鍵節點。根據2D圖，找出流道各端點的座標值，使用Geometry create nodes指令，選擇模型上的節點,通過Locate,Between,Offset等方式建立豎澆道，分流道，及牛角澆口的端點。附動畫檔123838建立流道線架構使用Geometry create curves,Mesh create 1D Elements指令，連接流道上的關鍵節點,生成流道線架構。附動畫檔133939建構流道系統流道系統的建構包括流道的配置及流道尺寸的確定：2.採用以下公式計算
20、並檢查流道直徑：D:流道直徑(mm)runner diameter in mmW:下游塑膠重量(g)downstream plastic weight L:流道長度(mm)runner length in mm1.流道配置要考慮壓力的平衡，以防模板因承受偏 載而產生溢料現象。要避免充填不平衡的設計。4040建構流道系統使用Properties Assign Runner和Tapered runner by diameters指令,建構流道系統，並將其置於runner圖層中。附動畫檔144141生成網格將其它圖層關閉，僅打開Runner圖層，使用Mesh Create Mesh指令,對流道系統進
21、行網格化。附動畫檔154242建立注射入口使用Mesh Create Boundary conditions Injection entrance指令,建立注射入口,並選擇樹脂，注射機，模具材質。附動畫檔18確定材料選擇注塑機4343確定材料塑膠材質為ABS HB,然后在C-MOLD中properties materials數據庫中選取一近似材質。選用材質為:ABS 765A模具材料一般使用Tool steel P-20附動畫檔174444選擇注塑機在C-MOLD中,從properties Process Conditions Injection molding machine Databas
22、e中選擇精成注塑機數據庫，然後選取分析所需注射機:超群OS400CH。附動畫檔164545建立冷卻系統建立節點(Create nodes)建構冷卻管路（Create Channel)建立冷卻入口和出口(Coolant entrance和coolant exit)確定冷卻水路分布建立冷卻管路線架構(Curve或1D element)串接冷卻回路4646確定冷卻水路分布D:直徑為10至14mm Diameter of Cooling Channel,10 to 14 mmd:深度為2D至3D Depth,D,to 3D P:間距為3D至5D Pitch,3D to 5D水路最好和模穴(型腔)保持等
23、距，遵循模穴(型腔)的輪廓配置。水路配置應遵照以下圖示原則。4747建立節點使用Geometry create nodes指令建立冷卻管道上的關鍵節點。根據2D圖，找出冷卻管道各端點的座標值，使用Geometry create nodes指令，選擇模型上的節點,通過Locate,Between,Offset等方式建立冷卻水孔，軟管的端點。附動畫檔194848建立冷卻管路線架構使用Mesh create 1D Elements指令，連接冷卻管路上的關鍵節點,建立冷卻管路線架構。附動畫檔204949建構冷卻管路1.使用Properties Assign Channel指令,建構冷卻管路。2.使用M
24、esh Move/Copy Translate復制公模冷卻管路。附動畫檔215050串接冷卻回路1.使用Mesh create 1D Elements指令，連接冷卻管路上的關鍵節點,建立連接軟管線架構。2.使用Properties Assign Channel指令，生成連接軟管。附動畫檔225151建立冷卻入口和出口使用Mesh Create Boundary conditions Coolant entrance,coolant exit指令,建立冷卻介質入口和出口,並指定冷卻介質類型和控制條件。冷卻介質一般使用WATER(PURE):Generic，控制條件一般使用壓力控制，控制壓力可以初
25、步設為0.007MPa。5252電腦輔助工程運算使用Simulations launch指令從Name方框中選擇需要執行模擬的類別，并設定執行模擬的優先權限為Low或Normal，在對話框右下角的三個按紐選擇Show Log File,來顯示執行過程的記錄文件。.成型條件最佳化(Process conditions optimization).充填模擬(Filling).充填保壓模擬(Process solution(filling+packing).執行特性解決方案(Productivity solution(filling+packing+fiber+cooling+residual+st
26、ress+S&W)5353檢查輸出結果 選擇Results Plot命令，從Select Date Set窗口中選擇我們所需要檢視的結果.成型條件最佳化分析結果.充填分析結果.充填保壓分析結果.特性解決方案分析結果5454成型條件最佳化分析結果執行成型條件最佳化模擬(Process conditions optimization)，目的是讓電腦算出射膠起始點和保壓切換點，得到最初始螺桿速度曲線，保壓曲線，保壓時間和冷卻時間，以便進行下一步的分析。5555充填分析結果執行充填模擬分析(Filling)，可以快速得知融膠波前(Melt-front advancement)、充填壓力(Pressur
27、e)、熔接線位置(Weld lines)、包風分布(Air traps)、剪切速率(Representative shear rate)、剪切應力(Wall shear stress)、產品固化時間(Time-to-cool after filling )等結果，看這些結果是否符合要求，例如：充填是否平衡，充填壓力是否過大，熔接線位置是否符合要求，剪切速率、剪切應力有沒有超過材料許容值等。如果不符合要求，更改分析模型或是修改工藝條件後，再進行模擬，直到符合要求，再進入下一層次的分析。5656充填保壓分析結果執行充填保壓模擬分析Process solution(filling+packing)，
28、可以獲得鎖模力(Clamp force)、體積收縮率Volumetric shrinkage(End of process)、下陷指數(Sink index)、凝固層比例(Frozen layer fraction)等結果，看這些結果是否符合要求，例如：鎖模力是否超出機台的最大值，體積收縮率分布是否均勻，局部下陷指數是否過大，澆口是否過早凝固，保壓回路是否會初切斷等。如果不符合要求，更改分析模型或是修改工藝條件後，再進行模擬，直到符合要求，再進入下一層次的模擬分析。5757特性解決方案分析結果執行特性解決方案模擬分析(Productivity solution(filling+packing+
29、fiber+cooling+residual+stress+S&W)，可以獲得最終的融膠波前(Melt-front advancement)、充填壓力(Pressure)、熔接線位置(Weld lines)、包風分布(Air traps)、剪切速率(Representative shear rate)、剪切應力(Wall shear stress)、產品固化時間(Time-to-cool after filling )、鎖模力(Clamp force)、體積收縮率Volumetric shrinkage(End of process)、下陷指數(Sink index)、凝固層比例(Frozen layer fraction)、公母模面溫差(Temperature-difference)、模壁溫度分布(Mold wall temperature)、翹曲(Displacement)、等結果，看結果是否符合要求，如果不符合要求，需更改分析模型或是修改工藝條件後，再進行模擬，直到符合要求為止。5858准備報告根據分析要求，列出相關結果，做成分析報告，給出結論與建議。