Moldflow的模流分析入门实例

1、基于MOLDFLOW 的模流分析技术上机实训教程主编：姓名：年级：专业：南京理工大学泰州科技学院实训一基于Moldflow的模流分析入门实例1.1 Moldflow应用实例F面以脸盆塑料件作为分析对象，分析最佳浇口位置以及缺陷的预测。 脸盆三维模型如图1-1所示，充填分析结果如图1-2所示m -鬥皿増童 叱薦11图1-1脸盆造型图1-2充填分析结果（1） 格式转存。将在三维设计软件如 PRO/E, UG, SOLIDWORKS中设计 的脸盆保存为STL格式，注意设置好弦高。（2） 新建工程。启动MPI，选择“文件”，“新建项目”命令，如图1-3所 示。在“工程名称”文本框中输入“ lianpe

2、n”，指定创建位置的文件路径，单击“确定”按钮创建一新工程。此时在工程管理视窗中显示了“lia npe n”的工程，如图1-4所示。图1-3“创建新工程”对话框图1-4工程管理视图（3）导入模型。选择“文件”，“输入”命令，或者单击工具栏上的“输入 模型”图标审，进入模型导入对话框。选择STL文件进行导入。选择文件“lianpen.stl”。单击“打开”按钮，系统弹出如图1-5所示的“导入”对话框，此时要求用户预先旋转网格划分类型（Fusion）即表面模型，尺寸单位默认为毫米。图1-5导入选项单击“确定”按钮，脸盆模型被导入，如图1-6所示，工程管理视图出现“Ip1_study”工程，如图1-

3、7所示，方案任务视窗中列出了默认的分析任务和初 始位置，如图1-8所示。图1-6脸盆模型4（4）网格划分。网格划分是模型前处理中的一个重要环节，网格质量好坏直接影响程序是否能够正常执行和分析结果的精度。双击方案任务 图标，或者选择“网格” ，“生成网格”命令，工程管理视图中的“工具”页面显 示“生成网格”定义信息，如图 1-9 所示。单击“立即划分网格”按钮，系统将自动对模型进行网格划分和匹配。网格 划分信息可以在模型显示区域下方“网格日志”中查看，如图 1-10 所示。图 1-9 “生成网格”定义信息 图 1-10 网格日志 划分完毕后，可以看见如图 1-11 所示的脸盆网格模型，此时在管理

4、视窗新 增加了三角形单元层和节点层，如图 1-12 所示。7图 1-11 网格模型图 1-12 层管理视窗（5）网格检验与修补。网格检验与修补的目的是为了检验出模型中存在的 不合理网格， 将其修改成合理网格， 便于 MOLDFLOW 顺利求解。选择“网格”， “网格统计”命令，系统弹出“网格统计”对话框，如图 1-13 所示。图 1-13 “网格统计”对话框“网格统计” 对话框显示模型的纵横比范围为 1.15500045.92000，匹配率达 到 82.5%大于 80% ，重叠单元个数为 0 ，自动划分网格的脸盆模型网格匹配率较 高，达到计算要求。8（6）选择类型分析。 Moldflow 提供

5、的分析类型有多种，但作为产品的初步 成型分析，首先的分析类型为“浇口位置” ，其目的是根据“最佳浇口位置”的 分析结果设定浇口位置，避免由于浇口位置不当引起的不合理成型。双击方案任务视窗中的 图标，或者 选择“分析”，“设定分析序列”命令，系统自动弹出“选择分析顺序”对话框， 如图 1-14 所示。图 1-14 “选择分析顺序”对话框选择对话框中的“浇口位置” ，单击“确定”按钮，此时方案任务视窗中第10变为。分析类型选定。在方案任务7）定义材料类型。塑料脸盆的成型材料使用默认的 PP 材料 视窗中的“材料”栏显示 。（8）浇口优化分析。浇口优化分析时不需要事先设置浇口位置。成型工艺 条件采用

6、默认。双击方案任务视察中的“立即分析” ，系统弹出 1-15 所示的信息 提示对话框，单击“确定”按钮开始分析。当屏幕中弹出分析完成对话框时，如图 1-16 所示，表面分析结束。方案任 务视窗中显示分析结果，如图 1-17 所示。图 1-15 信息提示对话框图 1-16 分析完成图 1-17 方案任务视窗分析日志窗口中的 GATE 信息的最后部分给出了最佳的浇口位置结果， 如图 1-18 所示，最佳的位置出现在 N208 节点附近。选中图 1-17 所示的方案任务视窗中的“最佳浇口位置”复选框，模型显示 区域会给出结果图像。如图 1-19 所示。11图 1-18 结果概要图 1-19 结果图像

7、(9)复制模型。完成最佳浇口位置设置后，下面进行产品初步分析。首先 从最佳浇口位置分析中复制模型。在工程管理视窗中右击已经完成分析的 LP_1study在弹出的快捷菜单中选择 “复制”命令。此时在工程管理窗口中出现了 LP_1study(copy),然后双击该图 标，如图 1 -20所示。图 1-20 复制工程10）设定分析类型。产品初步成型分析包括“流动 +翘曲”。双击方案任务视窗中的 图标，系统弹出“选择分析顺 序”对话框，如图 1-21 所示。选择“流动 +翘曲”，单击“确定”按钮，完成分 析类型的选定，如图 1-22 所示。16图 1-21 “选择分析顺序”对话框 图 1-22 方案任

8、务发生变化(11)设定注射位置。根据优化结果，选择最佳浇口位置节点N208。在工具栏上“选择”文本框中如图 1-23输入“ N208”，按“enteF键，即选中节点N208,双击方案任务视窗中的，此时光标变为“十”字，选择模型上粉红色的节点 N208,浇口位置设定完毕，如图1-24 所示。图 1-23 选择查找图 1-24 浇口位置设定完毕12）工艺参数设定。本例采用默认的工艺参数，双击方案任务视窗中的图标，系统弹出“成型参数设置向导“对 话框，如图 1-25 所示。采用默认值，单击“下一步”按钮，进入“成型参数向 导”对话框的第二页，选中“分离翘曲原因”复选框。单击“完成”按钮，结束 工艺过

9、程参数的定义，如图 1-26 所示。图 1-25 “成型参数设置向导对话框对话框 2图 1-26 “成型参数设置向导”13）分析计算18方案任务视窗中各项任务前出现 图标，表明该任务已经设定。即可进行计算。双击“立即分析图标” ，MPI 求解 器开始计算。最后弹出“分析完成”菜单栏，分析结束。（ 14）结果查看。分析结束后， MPI 生成大量的文字，图像和动画结果，分 类显示在方案任务视窗中， 由于分析结果内容太多， 这里仅介绍与本例相关的计 算。填充时间：选择“填充时间”复选框，显示填充时间按结果，如图 1-27 所 示，总时间为 19.57s。图 1-27 填充时间也可以以动态的方式显示熔

10、料充填型腔过程。 即蒂娜及工具栏上的动画播放 器图标。 。 气穴位置：选择“气穴”复选框，显示气穴位置，如图 1-28 所示，主要出 现在脸盆制品的边缘。图 1-28 气穴位置熔接痕位置：选择“熔接痕”复选框，显示熔接痕位置，如图 1-29 所示， 主要在脸盆制品的边缘。图 1-29 熔接痕位置锁模力： XY 曲线图。选择锁模力： XY 复选框，显示填充过程中锁模力变 化曲线，如图 1-30 所示。图 1-30 锁模力变化曲线14）翘曲结果分析翘曲结果显示成型制品的总体变形量， X 方向变形量， Y 方向变形量， Z 方 向变形量。总变形量，X方向变形量，丫方向变形量，Z方向变形量。如图1-3

11、11-34 所示。30图 1-32 Y 方向变形量 图 1-33 Z 方向变形量(15)生成报告。单击选择“填充时间” ，选择“报告”，“添加动画”，在工程栏中加入REPORT如图1-34所示。双击REPROT,弹出“MOLDFLOW PLASTICSINSIGHT REPORT”如图 1-35 所示。图 1-34 工程窗口图 1-35 Moldflow Plastics Insight Report实训二 网格划分2.1 Moldflow 应用实例以如下图 2-1 所示的按摩器为例，演示网格的划分过程。一般情况先自动 对模型进行网格划分， 有必要的情况下对局部细节进行手工网格划分， 以此来提

12、 高划分网格的总体质量。图 2-1 按摩器模型(1) 新建工程。启动MPI，选择“文件”,“新建项目”命令，如图1-3所示。在“工程名称”文本框中输入“anmo”，指定创建位置的文件路径，单击“确 定”按钮创建一新工程。此时在工程管理视窗中显示了“ anmo”的工程。图2-2“创建新工程”对话框（2）导入模型。选择“文件”，“输入”命令，或者单击工具栏上的“输入 模型”图标21,进入模型导入对话框。选择STL文件进行导入。选择文件“anmo.st”。单击“打开”按钮，系统弹出如图 2-3所示的“导入”对话框，此 时要求用户预先旋转网格划分类型 （Fusion）即表面模型，尺寸单位默认为毫米。图

13、2-3导入选项Moldflow MPI有3种网格类型，即中面网格（ Midplane），表面网格 （Fusion），实体网格（3D），根据分析类型搭配网格类型。中面网格：中面网格模型是由三节点的三角形单位组成的， 网格创建在模型 壁厚的中间处形成的单层网格。在创建中面网格的过程中，要实时提取模型的壁 厚信息，并赋予相应的三角形单元。表面网格： 表面网格由三节点的三角形单元组成的， 与中面网格不同， 它是 创建在模型的上下表面上。实体网格：实体网格是由四面体单元组成的，每个四面体单元优 4 个 Midplane 模型的三角形单元组成， 3D 网格可以更为精确地进行三维流道仿真。（3）网格划分。网

14、格划分。网格划分是模型前处理中的一个重要环节，网 格质量好坏直接影响程序是否能够正常执行和分析结果的精度。双击方案任务图标，或者选择“网格” ，“生成网格” 命令，工程管理视图中的“工具”页面显示“生成网格”定义信息，如图 2-4 所 示。一般情况下采用默认边长进行网格划分。网格划分好如图 2-5 所示。 单击“立即划分网格”按钮，系统将自动对模型进行网格划分和匹配。网格 划分信息可以在模型显示区域下方“网格日志”中查看。图 2-4 “生成网格”定义信息 图 2-5 网格自动划分结果（4）网格局部手工划分。 MPI 在进行网格划分时，一般仅在产品平直区域 保证网格大小与预设值一致，对于曲面或圆

15、弧区域，以及一些小的结构细节处， MPI 会根据实际情况自动调小网格边长， 但质量往往不佳， 因此需要通过手工划 分来完善网格。局部网格手工划分操作方法，首先选取要重新划分的网格区域，在选择“网 格”，“网格工具”，“重新划分网格”命令，如图 2-6 所示。系统弹出“重新划分 网格”定义信息，如图 2-7 所示。图 2-6 选择命令图 2-7 “重新划分网格”定义信息在图 2-7 中“选择要重新划分网格实体”栏是提供用户选择要重新划分的区 域，如图 2-8 所示的深色单元。在“目标边长度”文本框中输入重新划分的单元 边长，现在将原来的边长 3 换为 5，单击“应用”按钮，系统自动对所选的网格

16、进行重新划分，结果如图 2-9 所示。图 2-8 选择重新划分的区域 图 2-9 网格重新划分（5）网格状态统计。网格检验与修补的目的是为了检验出模型中存在的不 合理网格，将其修改成合理网格，便于 MOLDFLOW 顺利求解。选择“网格” ， “网格统计”命令，系统弹出“网格统计”对话框，如图 2-10 所示。图 2-10 “网格统计”对话框“网格统计”对话框显示模型的纵横比范围为 1.19000479.272000，匹配率 达到 72.5，重叠单元个数为 0，自动划分网格的按摩器网格匹配率一般，需要调 整，调整方法在下面章节介绍。实训三 网格处理3.1 网格划分与处理应用实例自动划分因此要对

17、本节如图 3-1 所示按摩器为例，演示网格处理方法。一般情况下， 网格模型多少会存在缺陷， 这些缺陷往往是网格质量低下的主要原因， 网格模型进行修补处理，提高网格质量。图 3-1 自动划分网格（1）网格处理。根据网格统计信息，如图 2-10 所示，如何提高匹配率，最 佳的处理方法是修改网格边长， 网格平均边长越小， 网格精度越高， 匹配度也越 高。本例中网格数为 9334 个，匹配度为 72.3%。因此可以通过缩短网格的平均 长度来提高匹配率。双击方案任务视窗中的 ，“ 工具” 页面显示“生成网格”定义信息，选中 “重新划分网格”复选框，如图 3-2 所示 将默认的边长 3.85 改为 3.0

18、。单击“立即划分网格”按钮，系统对自动网格进行 重新划分，划分后的网格如图 3-3 所示。网格统计如图 3-4 所示。图 3-2 “生成网格”定义信息图 3-3 重新划分后的网格图 3-4 “网格统计”对话框重新划分好的网格数 9996 个，纵横比范围 1.15900048.75000。匹配度 80.6%， 满足冷却和翘曲分析要求。3.2 网格自动修补Moldflow 提供的网格自动修补功能能够自动搜索并处理模型中存在的单 位交叉和单元重叠问题， 同时可以改进单元的纵横比， 对表面模型非常有效， 但 该功能不能完全解决所有网格中存在的问题。操作方法：选择“网格”，“网格工具”，“自动修复”命令

19、，“工具”页面显 示如图 3-5 所示的“自动修复”定义信息。31图3-5“自动修复”定义信息单击“应用”按钮，系统自动修补所有的交叉和重叠网格单元，改善网格的 纵横比。3.3纵横比处理纵横比处理功能可以降低模型网格的最大纵横比，使其接近所给出的目标 值。操作方法：选择“网格”，“网格工具”，“修改纵横比”命令，“工具”页面 中显示如图3-6所示的“修改纵横比”定义信息。在“目标最大纵横比”文本框 中输入用户所需的数值。图3-6 “修改纵横比”定义信息3.4 网格自动合并选择“网格”，“网格工具”，“整体合并”命令， “工具”页面显示如图 3-7 所示的“整体合并”定义信息。黄色空格出现合并公

20、差默认值，本例设置合并公差为0.5，单击“应用”按钮，合并报告显示“合并的节点数： 242”，如图 3-8 所示。图 3-7 “整体合并”定义信息图 3-8 整体合并结果信息35实训四 分析类型与材料选择4.1 MPI 分析应用实例 在设置浇口位置之前应进行浇口位置分析，依据分析结果设置浇口位置，从 而避免由于浇口位置设置不当可能引起的制件缺陷。 以按摩器为例进行最佳浇口 位置分析，实例模型如图 4-1 所示。图 4-1 实例模型(1) 选择“文件”，“打开工程”，系统弹出“打开工程”对话框，选择.mpi, 单击“打开”按钮，此时在工程管理视窗中显示“工程 anmo”。在模型区显示已 经划分好

21、网格的按摩器网格模型。如图 4-2 所示。(2) 选择材料。按摩器的成型材料为PC,选择“分析”,“选择材料”命令,图标,系统或者双击方案任务视窗中的 弹出“选择材料”对话框如图 4-3 所示。图 4-2 按钮器网格模型 图 4-3 “选择材料对话框栏为空，因此用户4-4 所示的“搜索，在“子字符串”热塑性塑料”对话（3）搜索材料。在图 4-3 所示的对话框中，“常用材料” 需要搜索的方法查找材料。单击“搜索”按钮，系统弹出如图 标准”对话框，在“搜索字段”列表框中选择“材料名称缩写” 文本框中输入“ PC”。单击“搜索”按钮，系统进入“选择 框，如图 4-5 所示。图 4-4 “搜索标准”对

22、话框37图 4-5 “选择热塑性”对话框（4）选择目标材料。单击目标材料，如图 4-5 所示中的 15 号，用户可以单 击“详细资料”按钮来查看 PC塑料特性，如图4-6所示，单击“确定”按钮回 到图 4-5 所示的“选择热塑性塑料“对话框。图 4-6 “热塑性塑料”对话框（5）确定材料。在“选择热塑性塑料”对话框中单击“选择“按钮，回到“选择材料”对话框，对话框中“制造商”和“牌号”已改变。 单击“确定”按钮完成材料的选择 此时，方案任务视窗中的材料显示为 如图 4-7 所示。图 4-7 方案任务视窗（6）设置分析类型，设置方MPI 默认的分析类型为“充填” ，现将分型类型设置为“浇口位置”

23、 法为，双击任务视窗中的 图标，进入“选 择分析顺序”对话框，选择“浇口位置”如图 4-8 所示。单击“确定”按钮，分 析类型设置为“浇口位置” ，如图 4-9 所示。图 4-8 “选择分析顺序”对话框 图 4-9 设定分析类型Moldflow 以不同的图标显示不同类型的分析，方便观察当前的分析类型。 充填分析：模拟熔体从进入模型开始，到熔体到达模具型腔的末端过程。计 算模腔被填满过程中， 流动前沿位置。 预测制品在相关工艺参数设置下的充填行 为，获得最佳的浇注系统设计。流动分析：用于预测热塑性高聚物在模具内的流动， MPI 模拟从注塑点开始 逐渐扩散到相邻的流动前沿， 直到流动前沿扩展并充填

24、制品上最后一个点， 完成 流动分析。目的是获得最佳的保压阶段设置。冷却分析：用来分析模具内的热传递，主要包含塑件和模具温度，冷却时间 等，目的是判断制品冷却效果的优劣，计算出冷却时间，确定成型周期。翘曲分析：用于判定采用热塑性材料成型的制品是否会出现翘曲，如果出现 翘曲的话，查出翘曲原因。（7）分析求解，提交分页面显示双击方案任务视窗中的析，系统弹出如图 4-10 所示的提示框单击“确定”按钮， “分析日志” 最佳浇口分析过程信息，如图 4-11 所示，方便查看信息。图 4-10 选择分析类型提示框图 4-11 “分析日志”页面（8）查看结果MPI 为用户提供了结果彩图， 便以用户客观的选择合

25、理的浇口位置。 选择方复选框，在模型显示区案任务视窗中的 域出现分析结果如图 4-12 所示图 4-12 最佳浇口位置 由于按摩器结构因素， 考虑到外观美观， 不能将浇口放在其表面， 只能放在 边缘。实训五 浇注系统创建本例讲解按摩器上盖的一模两腔的浇注系统创建过程，如图 5-1 所示。图 5-1 示例模型（ 1） 选择“文件”，“打开工程”，系统弹出“打开工程”对话框，选择 .mpi， 单击“打开”按钮，此时在工程管理视窗中显示“工程 anmo”。在模型区显示已 经划分好网格的按摩器网格模型。如图 5-2 所示。图 5-2 按钮器网格模型(2) 采用手工方式创建一模两件。先将整个模型朝 z

26、方向移动 20mm。选择“建模”，“移动”，“平移”命令，工具页面显示“平移”定义信息 , 如 图 5-3 所示。框选整个模型，在“矢量”文本框中输入( 0 0 20)，单击“应用” 按钮，整个模型朝Z方向移动20 mm用镜像方式复制模型。选择“建模” ，“复制”，“镜像”命令，工具页面显示 “镜像”定义信息，如图5-4所示。镜像平面选择XY平面，采用复制方式镜像， 单击“运用”按钮，模型被镜像，一模两件创建完毕，如入 5-5 所示。43图 5-3 “平移”定义信息图 5-4 “定义信息图 5-5 一模两件(3) 创建浇口中心线查找节点N4532和节点N9197,分别偏移5mm工具”页面显示0

27、 0 -5 )。以同样偏移节点N4532选择“建模”,“移动”,“平移”命令, “复制”定义信息如图 5-6 所示。在“矢量”文本框中输入( 的方法对节点N9197进行偏移。节点偏移结果如图5-6所示44图 5-6 节点偏移结果创建浇口中心线。选择“建模” ，“创建直线”，“直线”命令，“工具”页面 显示“创建直线”定义信息，如图5-7所示。分别选择节点N4532和节点N9197, 单击“选择选项”选项组右边按钮，设置浇口形状参数，弹出如图 5-8 所示“赋 新属性”对话框。创建新的直线属性，单击图 5-8 所示的“新建”按钮，选择“冷浇口” ，弹 出 5-9 所示的对话框，设定截面形状为圆形

28、，外形为椎体。45图 5-7 “创建直线”对话框图 5-8 “指定属性”对话框图 5-9 “冷浇口”对话框再次单击图 5-9 中的“编辑尺寸”按钮，弹出“截面尺寸”对话框，设定始 端直径为3.5 mm锥角度为15deg，如图5-10所示。46图 5-10 截面尺寸定义单击“确定”按钮，返回到图 5-9 中，单击“应用”按钮，生成浇口中心线， 同样的方法创建第二条浇口中心线。如图 5-11 所示。图 5-11 浇口中心线(3) 创建分流道中心线创建中间点。选择 “建模”，“创建节点”，坐标中间创建节点 “命令，“工具” 页面显示“坐标中间创建节点”定义信息，如图 5-12 所示。选择两个浇口末端

29、 节点，单击“应用“按钮，生成如图 5-13 所示的中间节点。图 5-12 “坐标中间创建节点”对话框图 5-13 生成中间节点创建分流道中心线。选择“建模” ，“创建直线”，“直线”命令，“工具”页面显示“创建直线”定义，单击 ， 设置 浇口形状参数， 设置截面形状为圆形， 外形为柱体。 再次单击“编辑尺寸”按钮， 弹出“截面尺寸”对话框，定义分流道截面直径为5 mm单击“确定”按钮，单击“应用”按钮，生成分流道中心线，如图 5-14 所示。图 5-14 分流道中心线(4) 创建分流道中心线创建主流道始端节点。选择“建模” ，“创建节点”，“按偏移”命令，“工具 页面显示”偏移创建节点“定义

30、，如图 5-15 所示，选择中间节点，偏移量为 (-50 0 0),数量为 1。单击“应用“按钮得到如图 5-16 所示的新节点。58图 5-15 “偏移创建节点”对话框图 5-16 主流道始端节点创建主流道中心线，选择“建模”，“创建直线”，“”命令，“工具”页面显示“创建直线” ，单击 按钮， 设置 浇口形状参数，选择主流道，单击编辑设定主流道外形为椎体，再次单击“编辑 尺寸”按钮，进入“截面尺寸”对话框。设定始端直径为3.5 mm锥度角为3deg, 单击“确定”按钮，单击“应用”按钮。得到主流道中心线。如图 5-17 所示。图 5-17 主流道中心线（5）浇口网格划分 创建的流道和浇口中心线要划分网格才能参与计算。 选择“网格”，“生成网格