资源描述：
《注塑模拟分析中面流技术应用研究中面模型自动生成方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、№3(Sum.161)塑料科技June2004PLASTICSSCI.&TECHNOLOGY37文章编号:100523360(2004)0320037203机械与模具注塑模拟分析中面流技术应用研究中面模型自动生成方法冯晓峰,魏永强,赵延军,申长雨(国家橡塑模具工程研究中心,河南郑州450002) 摘 要:中面模型网格的建立是基于中面流技术注塑模拟有限元分析的基础。本文采用一种中轴变换的替代算法,实现了注塑模拟分析中实体模型向中面模型的转化,建立了相应程序模块。关键词:注塑模拟;实体模型;中面模型;网格生成中图分类号:TQ018 文献标识码:A 注塑成型模拟技术实现了制品成型过
2、程的可视中轴变换(MAT)方法是通过足够多的与实体相切化,有利于运用数字切割,获得更和谐的工艺设计和生的最大半径小球中心点来确定目标的中面。但对于形产。因而从诞生之日起,注塑模拟技术就广受塑料和模状结构复杂的注塑制品MAT算法显然不适用的。本文具行业的关注与好评。目前注塑模拟技术主要有三种,通过一种替代方法,建立了一个具有自动抽取中面模中面流技术、双面流技术和实体流技术。型模块MidPlane,来实现实体模型向中面模型的转化。中面流理论基于塑料熔体的粘度大,制品的厚度一般远小于其他两个方向(称流动方向)的尺寸,熔体1 模块接口的充模流动可视为扩展层流。从而忽略熔体的厚度方MidPlan
3、e模块具有较强的独立性和适用性。能够向速度分量,假定熔体中的压力不沿厚度方向变化,将从各种流行CAD系统中接受实体模型的几何信息。接熔体三维流动问题分解为流动方向的二维问题和厚度受的几何信息能够维持与原实体的几何等价性,例如方向的一维分析。双面流技术将塑料熔体充模流动在生成的中面的空隙和孔洞符合实体的空隙和孔洞,保厚度方向上分成两部分,有限元网格在制品的表面产证模型质量。生。但由于上下表面处的网格形状、方位与大小的不对目前,在微机和工作站上用于资料交换的图形文称,上下对应表面的熔体流动前沿存在差异,分析结果件标准主要有:AutoCAD系统的DXF文件,美国标准缺乏真实感。实体流技术计算
4、量巨大、计算时间过长,IGES初始图形交换规范及国际标准STEP等。MidPlane目前还不适于实际工程应用。模块采用STL格式文件作为三维实体/表面模型导入目前主流注塑CAE软件都以中面流模型为分析的载体。STL文件是三维实体表面在经过离散后所生基础,获得了很好的适用性和经济效益。典型代表有国成的三角平面片。用很多三角平面片近似表示曲面,并外Moldflow公司的MF软件、国内郑州大学国家橡塑给出了每个平面片的外法向量和三个顶点的X、Y、Z模具工程研究中心的Z-Mold软件。中面流技术中,产坐标。现在主流的CAD/CAM系统,如UG、Pro/E、Solid2品实体模型和CAE阶段使用
5、的分析模型(即中面模Works、AutoCAD等,均可输出STL格式文件。使用STL型)不统一,必须二次建模,构建中面模型。构建高质量格式文件作为数据交换载体,已经能够满足中面抽取的中面模型已经成为注塑模拟中面流技术应用的关对几何信息的需要,而且具有较强的适应性。用户可借键。而目前国内注塑模拟在中面自动生成方面做的很助于任何商品化的CAD/CAM系统生成所需制品的三少,一般是人工建立制品的中面模型,再进行分析,很维几何模型的STL格式文件,然后通过MidPlane模块不方便。获得制品的中面模型。收稿日期:2004202204©1995-2005TsinghuaTongfangOptic
6、alDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.38冯晓峰,等 注塑模拟分析中面流技术应用研究并确定必须被移除的曲面,来最小化中面崎岖。2 具体算法实现2.4 缝合中面网格Midplane模块利用一个实体模型表面网格作为输 在所有单元被收缩形成中面后。基于收缩曲面的入,生成中面网格模型。具体算法可划分为以下几个阶拓扑关系,确定中面曲面交叉和游离边,缝合临近的中段。面曲面片。中面曲面厚度通过父曲面的匹配距离计算。实体表面stl网格→重建曲面→匹配曲面→收缩曲面生成一个完全连接的有厚度和单元曲面数字属性的中面网格模型。→缝合曲面片→中面模型网格2.1 重建曲面3 实例ST
7、L文件产生的是高形状比三角形,例如一个筋 为验证Midplane模块执行,已经试验了数十个成板带有用于荷重的锥度,沿整个筋板长度STL文件仅型制品模型,覆盖了目前注塑范围中大多数类型的产使用一个STL三角形,直接收缩网格将不能反映沿筋品,Midplane模块都能很好的完成模块抽取。板厚度的变化。在实际中,一个实体模型曲面网格存在图1是一个制品实例。图示为一20031403几何错误非常普遍。对一个有效的实体模型表面网格,100mm壁厚2mm的饭
