hypermesh 在注塑 cae 建模中的应用

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1、HyperMesh在注塑CAE建模中的应用

2、第11概述在注塑成型过程中，注塑成型CAE分析技术得到了越来越广泛的应用，目前最常用的注塑模拟分析软件可以用来模拟、分析、优化和验证塑料零件和模具设计的合理性。这些软件提供的工具使工程技术人员可以进行深入的分析和优化。CAE软件使工程技术人员可以对制件的几何形状、材料的选择、模具设计及加工参数设置进行优化以获得高质量的产品。以MPI软件为例，要得到准确的计算结果，有限元模型必须满足文献的基本要求。众所周知，在注塑成型模拟分析中，建模的工作占据了相当大的比例。根据自己在注塑分析

3、过程中的经验总结，在对塑料件的注塑成型CAE分析过程中，在有人工参与的工作里，模型的建立要占据80%的时间，在建模过程中，划分有限元网格要占据90%以上的时间，塑料零件模型越复杂，建模占用的时间就越多。因此如何划分网格的技巧就显得特别重要，网格单元的尺寸和数目、网格质量的好坏对计算结果有相当大的影响。目前的CAE软件本身就具有比较强的前后处理技术，但还是有一些不便之处。根据自己的使用经验，本文主要介绍HyperMesh在注塑CAE建模过程中的应用。HyperMesh是美国Altair公司的Hyperesh已在底特律的三

4、大公司和世界上其它的汽车公司及各个汽车行业被广泛应用，被业内公认是世界上最领先、最优秀的前后处理器。2单元数目和尺寸的控制在注塑成型分析技术中，单元数目和尺寸对计算结果有很重要的影响，模型的离散化是一个至关重要的因素，模型的离散化就是我们通常所说的划分网格。网格数目和尺寸对计算结果有直接的影响，不适当的网格数目和尺寸会导致成型缺陷的预测不准确。先看以下两种结果。对于同样一个几何模型，网格划分不同，就有不同的计算结果。HyperMesh在划分网格方面具有强大的优势，只要控制合理，HyperMesh可以划分出高质量的网格。

5、显然，上述两种模型的计算结果与实际存在较大差异，充分说明网格的大小直接影响分析的精度和可靠性。图4所示为网格划分比较细时的计算结果，图4（a）为网格模型，图4（b）为填充时间的等值线图，同一等值线上的点代表塑料同时填充，图4（c）为气穴和融接痕重叠在一起的分析结果。由于网格划分比较细密合理，计算结果相比而言较为准确和符合实际。根据理论知识和实践经验，划分网格时单元边长和数目的选择的原则是：一般在产品上缺陷比较敏感的区域，比如可能发生滞流的地方，或者会有溶合线，包缝等问题产生的地方，应该将网格划的密一些，至少要保证有三排

6、的网格。当然并不是网格数目越多，分析越准确。当网格数目到达一定数量阶段的时候，准确度不会再增加了，但分析时间却会大量增加。所以，在划分网格的时候，我们要把握好网格的数目和单元的边长，在利用HyperMesh划分网格时，单元的边长一般取制件最小厚度的1.5~2倍。3清理几何模型注塑CAE的网格模型，目前有中面模型、双面模型、三维模型。针对注塑分析，目前HyperMesh可以处理两种模型，即中面模型和双面模型。在用HyperMesh划分网格以前，必须对几何模型进行必要的清理和简化。对于复杂的几何模型，无论是采用中面技术还是

7、双面网技术，都需要花较多的时间对几何模型进行必要的处理。特别是对中面模型，MPI本身提取中面的功能并不强，处理复杂模型的中性面往往都是需要好几天的时间，得到一个满意的方案往往需要一周甚至是一两周。如果用软件HyperMesh来提取中面，会大大的提高工作效率。对双面网模型而言，在划分网格前，应该在CAD软件里去掉小的圆角、凸台等细节，这样做不仅不影响计算结果，而且还会提高双面网格的匹配率。因为大部分的细小圆角只是壁厚一边的表面，而没有对应的另外一边的表面。由于这些圆角的网格没有流动方向上对应的网格，所以会降低整体的匹配率

8、；并不是所有的圆角或者细小的曲面都会影响网格的匹配率，只有那些单边的网格才会造成不良影响。几何模型的好坏对于划分高质量的网格至关重要，如果几何模型好的话，而且几何结构特征简单，用MPI本身的前处理模块就可以划分出高质量的网格。如果几何模型的质量不好且几何结构复杂的话，要单纯用MPI的前处理模块划分出高质量的网格需要消耗大量的时间。从使用MPI做分析的经验来看，认为用MPI和HyperMesh软件相结合，可以划分出高质量的网格，而且可以大大缩短前处理的时间。4数据的输入和输出及关键技术HyperMesh和MPI的联合使用

9、的关键点如下：首先把几何模型的文件从CAD软件里输出HyperMesh能够接受的格式，例如：*.igs,*.stp,*.stl等，然后调入HyperMesh软件中，对几何模型进行一些必要的处理后划分网格。然后输出有限元模型，在输出模型的时候，模板文件要选用MoldFloPI里输入从HyperMesh里输出的文件。由于HyperMe