03、FLOW-3D-V11热循环和压室分析课件

FLOW-3Dv11

模具热循环训练课程FLOW-3Dv11

模具热循环训练课程模具热循环在压铸制程中，模具会不断的打开/关闭。模具温度会受到金属充填/金属凝固/顶出接触空气/喷离型剂/合模再次充填，以及模具的冷却管设计，而造成模具温度分布不均的现象。模具热循环分析可用来预测模具的温度分布，以及模具热点发生的位置。设计人员可藉由此结果判断水路的位置是否恰当。使用者可以设定在N次循环后，模具的温度分布值。模具热循环在压铸制程中，模具会不断的打开/关闭。模具温度会受相关的物理参数压铸过程中，模具会经过金属充填&凝固–模具与金属液之间的热传递开模–空气与模具之间的热传递喷离型剂–离型剂与模具之间的热传递合模–空气与模具（覆盖离型剂）之间的热传递再度充填…另外，模具还包括水路与模具之间热传递相关的物理参数压铸过程中，模具会经过另外，模具还包括水路与模成型金属：ADC12成形金属温度：640℃模具材料：SKD-61(H-13)模具温度：150℃一次循环周期包括：案例一（采用模仁分析-考虑水冷）图档准备必须分为两个部分：模具图（定模和动模）水路图转出STL格式成型金属：ADC12案例一（采用模仁分析-考虑水冷）图Workspace&SimulationWorkspaceSimulationWorkspace：工作区分类Simulation：单一分析案例Workspace&SimulationWorkspac项目目录建立的几个重点善用Workspace&Simulation，让分析人员对于资料的放置与检查更加容易FLOW-3D仅支持『英文与数字』的目录名称，在定义Workspace与Simulation时要特别注意如果可以，每次建立Simulation前，先建立Simulation的子目录，把相关的图档放置在Simulation子目录下，再进行项目建立项目目录建立的几个重点善用Workspace&Simulacustomer_AM12301M12302M12301_Mcustomer_BM14237M14239M14238Metal_AlA223518A223519MA223519Metal_ZnZ33425Z33428Z33426………..………..左图是以客户名称作为管理，每个客户的分析项目放置在客户名称下。右图则是以成形材料作为管理，每个成形项目的档案再放置于不同的目录下FLOW-3D的Workspace&Simulation管理非常弹性，用户可以按照自己的需求进行建立。customer_AM12301M12302M12301_M1.建立模拟案例与一般分析设定相同，档名必须采用英文或数字。1.建立模拟案例与一般分析设定相同，档名必须采用英文或数2.模型建立FLOW-3D的每个分析项目（simulation），都会放置在不同的workspace下。即使分析完成后，只要点选这个simulation，之前所有的分析结果（包含分析过程）都可一次调出。FLOW-3D可以记录所有分析过的项目（只要资料不被删除）。另外，workspace可以定义为自己熟悉的群组。项目建立后，点选ModelSetup，进行建模设定2.模型建立FLOW-3D的每个分析项目（simulatio模型建立步骤如下

导入几何

网格划分

选取物理模型

全局设置

导入金属材质

导入固体材质，设置固体属性

水路设置

流体初始化

数据输出

数值选项模型建立步骤如下导入几何2.1.1导入几何（动模和冷却道）载入STL图档。2.1.1导入几何（动模和冷却道）载入STL图档。设置单位换算

案例采用CGS（cmgs）单位，而图单位为mm，因此整体缩小0.1倍

表示模具是固体设置单位换算案例采用CGS（cmgs）单位，而图单2.1.2导入几何（定模和冷却道）载入STL图档，需要新建一个component，以区分动模和定模。2.1.2导入几何（定模和冷却道）载入STL图档，需要新建设置单位换算

案例采用CGS（cmgs）单位，而图单位为mm，因此整体缩小0.1倍

表示模具是固体设置单位换算案例采用CGS（cmgs）单位，而图单2.2建立网格网格调整时，将包含模仁部分

激活网格菜单

网格单元尺寸

网格计算域范围2.2建立网格网格调整时，将包含模仁部分激活网格菜单2.3物理模型2.3物理模型重力模型

案例采用CGS（cmgs）单位，重力加速度数值由SI（mkgs）9.8的放大100倍重力模型案例采用CGS（cmgs）单位，重力加速度热传递模型由于输出结果必须考虑模具热传导和热对流影响，因此必续打开『Fullenergyequation』计算。

Implicit隐式解可以加快求解时间热传递模型由于输出结果必须考虑模具热传导和热对流影响，因此必凝固模型此时打开凝固模型，只是考虑液态和固态的金属与模具具有不同的对流换热系数。凝固模型此时打开凝固模型，只是考虑液态和固态的金属与模具具热循环模型模拟10个周期每个Cycle有五个步骤五步个步骤如下：充型+凝固+取件模具打开3.喷离型剂6.等待7.模具闭合注意：1.第一个部分必须包含铸件在模具内所有时间，常包括充型+凝固+取件总和。2.因为该模型计算原理是第一个部分计算时金属是在模具里，从第二部分开始，模具内不含金属1.工艺名称2.与模具接触的时间3.与模具的热传递系数4.与模具的接触温度1234热循环模型模拟10个周期每个Cycle有五个步骤五步个步骤如

设置模拟停止条件：物理时间=次数*一次循环周期时间=10*20=200秒给定单位系统：CGS&Celsius2.4.全局设置设置模拟停止条件：物理时间=次数*一次循环周期时间=10*2.5.导入金属材质

选择相应的材料，并点击加载即可2.5.导入金属材质选择相应的材料，并点击加载即可2.6.导入模具材质

选择相应的材料，并点击加载即可2.6.导入模具材质选择相应的材料，并点击加载即可设定模具温度及热传递系数液态金属与模具之间的热传递系数固态金属与模具之间的热传递系数模具初始温度设定模具温度及热传递系数液态金属与模具之间的热传递系数固态金

设置稳态时水温和热传递系数

对流换热系数可以利用软件提供的计算器

算出数值为SI，需要换算为CGS制（数值*1000）2.7.水冷设置设置稳态时水温和热传递系数2.7.水冷设置2.8.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液填满型腔利用stl定义初始化金属液在global进行单位转换设置初始金属液温度2.8.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液填满型腔以Favor检查模具及水路图以Favor检查模具及水路图2.9.数据输出一般仅需输出最后一张温度场结果即可。若需输出更多温度变化状况，需设置时间间隔，如以每『1』秒为单位，输出流体温度及模具温度。

为了可以判断模具达到稳态结果，需要在Historydata设置时间间隔2.9.数据输出一般仅需输出最后一张温度场结果即可。若需输2.10.数值选项

给定初始时间步和最小时间步。

软件会根据收敛情况自动调节步长大小2.10.数值选项给定初始时间步和最小时间步。由于执行十个周期，所以图形会类似上图，有十个『波』。下方为分析过程记录，包含输出分析所需时间3.求解分析由于执行十个周期，所以图形会类似上图，有十个『波』。3.求4.载入结果和分析结果软件提供两种后处理功能软件自带的后处理Flowsight后处理4.载入结果和分析结果软件提供两种后处理功能4.1软件自带后处理

选择结果，并输出所需数据

软件可以输出文本/曲线/二维/三维4.1软件自带后处理

选择结果，并输出所需数据模具稳态判据从曲线判断当第九次周期时，模具温度变化相近，可视为稳态模具稳态判据从曲线判断当第九次周期时，模具温度变化相近，可模具温度分布输出3D结果Iso-surface:

complementofvolumefraction

Colorvariable:

walltemperature模具温度分布输出3D结果模具剖面温度分布模具剖面温度分布可调整剖面位置根据时间变化输出2D模具温度输出模具温度稳态时，此处温度过高，为热点的位置可调整剖面位置根据时间变化输出2D模具温度输出模具温度稳态选择结果文件复选selected数据选择定模和动模的模温4.2Flowsight后处理选择结果文件4.2Flowsight后处理03、FLOW-3D-V11热循环和压室分析课件成型金属：ADC12成形金属温度：630℃模具材料：SKD-61(H-13)模具温度：150℃镶嵌件材质：copper，常温一次循环周期包括：案例二（采用模仁分析-考虑镶嵌件和分型面）图档准备必须分为两个部分：模具图（定模和动模）镶嵌件图成型金属：ADC12案例二（采用模仁分析-考虑镶嵌件和1.建立模拟案例与一般分析设定相同，档名必须采用英文或数字。Thermaldiecycle-core1.建立模拟案例与一般分析设定相同，档名必须采用英文或数2.模型建立项目建立后，点选ModelSetup，进行建模设定2.模型建立项目建立后，点选ModelSetup，进行建模（1）2.1.1建立几何（镶嵌件）新建一个component

表示镶嵌件是固体（1）2.1.1建立几何（镶嵌件）新建一个component22.1.2建立几何（动模）

表示模具是固体需要新建一个component，以区分动模和定模。22.1.2建立几何（动模）表示模具是固体需要新建一个c需要新建一个模腔，去除材料。需要新建一个模腔，去除材料。2.1.3建立几何（定模）

表示模具是固体需要新建一个component，以区分动模和定模。3(3)0建立几何（定模）表示模具是固体需要新建一个co需要新建一个模腔，去除材料。00.04需要新建一个模腔，去除材料。00.042.2建立网格网格调整时，将包含模仁部分

激活网格菜单

网格单元尺寸

网格计算域范围2.2建立网格网格调整时，将包含模仁部分激活网格菜单2.3物理模型2.3物理模型重力模型

案例采用SI（mkgs）单位，重力加速度数值是9.8重力模型案例采用SI（mkgs）单位，重力加速度数值热传递模型由于输出结果必须考虑模具热传导和热对流影响，因此必续打开『Fullenergyequation』计算。

Implicit隐式解可以加快求解时间热传递模型由于输出结果必须考虑模具热传导和热对流影响，因此必凝固模型此时打开凝固模型，只是考虑液态和固态的金属与模具具有不同的对流换热系数。凝固模型此时打开凝固模型，只是考虑液态和固态的金属与模具具热循环模型模拟10个周期每个Cycle有两个步骤两步个步骤如下：充型+凝固+取件模具打开注意：1.第一个部分必须包含铸件在模具内所有时间，常包括充型+凝固+取件总和。2.因为该模型计算原理是第一个部分计算时金属是在模具里，从第二部分开始，模具内不含金属1.工艺名称2.与模具接触的时间3.与模具的热传递系数4.与模具的接触温度1234热循环模型模拟10个周期每个Cycle有两个步骤两步个步骤如

设置模拟停止条件：物理时间=次数*一次循环周期时间=10*50=500秒给定单位系统：SI&Celsius2.4.全局设置设置模拟停止条件：物理时间=次数*一次循环周期时间=10*2.5.导入金属材质

选择相应的材料，并点击加载即可2.5.导入金属材质选择相应的材料，并点击加载即可2.6.1导入嵌件材质

选择相应的材料，并点击加载即可Core选择“copper”2.6.1导入嵌件材质选择相应的材料，并点击加载即可设定component1嵌件温度及热传递系数液态金属与嵌件之间的热传递系数固态金属与嵌件之间的热传递系数嵌件初始温度设定component1嵌件温度及热传递系数液态金属与嵌设定component1嵌件类型表示此固体为嵌件设定component1嵌件类型表示此固体为嵌件2.6.2导入模具材质

选择相应的材料，并点击加载即可模具选择“H13”选择“2”和“3”2.6.2导入模具材质选择相应的材料，并点击加载即可设定component2&3模具温度及热传递系数液态金属与模具之间的热传递系数固态金属与模具之间的热传递系数模具初始温度设定component2&3模具温度及热传递系数液态金属设定component2&3考虑分型面影响表示考虑动模和定模的分型面影响设定component2&3考虑分型面影响表示考虑动模和2.7.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液填满型腔利用limiter定义初始化金属液设置初始金属液温度2.7.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液填满型腔以Favor检查模具及金属液以Favor检查模具及金属液2.8.数据输出一般仅需输出最后一张温度场结果即可。若需输出更多温度变化状况，需设置时间间隔，如以每『2.5』秒为单位，输出流体温度及模具温度。

为了可以判断模具达到稳态结果，需要在Historydata设置时间间隔2.8.数据输出一般仅需输出最后一张温度场结果即可。若需输2.9.数值选项

给定初始时间步和最小时间步。

软件会根据收敛情况自动调节步长大小2.9.数值选项给定初始时间步和最小时间步。由于执行十个周期，所以图形会类似上图，有十个『波』。下方为分析过程记录，包含输出分析所需时间3.求解分析由于执行十个周期，所以图形会类似上图，有十个『波』。3.求4.载入结果和分析结果软件提供两种后处理功能软件自带的后处理Flowsight后处理4.载入结果和分析结果软件提供两种后处理功能4.1软件自带后处理

选择结果，并输出所需数据

软件可以输出文本/曲线/二维/三维4.1软件自带后处理

选择结果，并输出所需数据选择结果文件复选selected数据选择定模和动模和嵌件的模温4.2Flowsight后处理选择结果文件4.2Flowsight后处理Partingline分型面影响Partingline分型面影响Core嵌件Core嵌件成型金属：ADC12成形金属温度：670℃模具材料：H-13模温：稳态模具温度模具+初始流体+高低速切换低速：0.3m/sec高速：2m/sec切换时刻：0.12sec案例三

（模具热循环–接续充型分析）成型金属：ADC12案例三（模具热循环–接续充型分析）模具热循环-接续分析一般充型分析，假设模具温度为等温。由于充型时间非常短，所以模具不等温的影响可以暂时忽略。如果铸件尺寸较大，充型时间较长时，模具不等温的问题可能会影响到分析结果。因此可以先执行模具热循环计算，再将模具热循环结束时的『模具温度』作为初始条件，执行充型分析以及接续的凝固分析。模具热循环-接续分析一般充型分析，假设模具温度为等温。由于1.接续分析增加Restart接续分析1.接续分析增加Restart接续分析充型设定请参考一般充型分析prepin档。充型设定请参考一般充型分析prepin档。2.1全局设置程序执行的『停止判断』设定为Finishtime选择接续的结果选择接续时间（模具稳态时刻）选择resettimetozero表示从0时刻开始计时选择usesolidtemperaturesonly表示仅继承模具的温度场2.1全局设置程序执行的『停止判断』设定为Finisht2.2物理模型

关闭黑色区域模型

打开红色区域模型2.2物理模型关闭黑色区域模型打开红色区域模型卷气模型

此模型需要填入两个系数-卷气系数和表面张力系数

对于压铸而言，卷气系数建议值=0.05，表面张力系数的数值可以从材料手册查询卷气模型此模型需要填入两个系数-卷气系数和表面张力系数气泡模型

此模型是考虑背压问题，即型腔内空气压力与体积和排气流率有关

当不用此模型时，充型过程型腔内空气压力被设置均一恒定压力值。

打开气泡模型，计算时间会加长。气泡模型此模型是考虑背压问题，即型腔内空气压力与体积和排气氧化渣模型氧化渣模型热传递模型由于充型时间较短，与模具接触时间很短，模具传热层很小，因此可以忽略模具内的热传导，你可以使用Non-Uniformcomponenttemperatures，这表示仅接续模具的温度场。若不想简化处理，考虑模具的热传导，那么需打开『Fullenergyequation』计算。Implicit隐式解可以加快求解时间热传递模型由于充型时间较短，与模具接触时间很短，模具传热层很粘度模型充填过程模具内的金属流动通常雷诺数较高(>20,000)，因此一般视为紊流流场在五种模式中，推荐使用RNG紊流模型粘度模型充填过程模具内的金属流动通常雷诺数较高(>20,2.3网格调整2.3网格调整2.4边界条件定义进口速度边界定义进口温度2.4边界条件定义进口速度边界定义进口温度2.5删除流体/增加流体定义初始流体Favor2.5删除流体/增加流体定义初始流体Favor2.6设置Valve排气2.6设置Valve排气2.7设置资料输出2.7设置资料输出FLOW-3Dv11

高压铸造-压室分析训练课程FLOW-3Dv11

高压铸造-压室分析训练课程压室内的冲头运动冷室压铸时，由于压室内并未『完全填满』融熔金属，因此在冲头运动时，会扰动内部的流体，造成金属含气量增加。另外，高低速切换的位置，也会影响金属液的运动方式。压室内的冲头运动冷室压铸时，由于压室内并未『完全填满』融熔金冷室压铸-压室内的状况1234空气浮渣融熔金属激冷层（凝固层）当融熔金属尚未进入模具前，在压室内就会因为与压室周边发生的热传以及与空气发生的氧化现象，在融熔金属表面形成氧化层，在压室相邻处则形成凝固层。铝合金氧化渣的密度比铝合金的小，因此当压室内的金属推入模具时，氧化渣与残渣会沉入融熔金属内，一起进入模具。冷室压铸-压室内的状况1234空气当融熔金属尚未进入模具前，如何选择高速压射起点压铸的基本特色之一是快速填充，在整个高速压射阶段，融熔金属以30~60m/sec的速度通过内浇口位置进入模具。此时融熔金属会包卷气体，在这种情况下可考虑让气孔分布在何处不影响关键位置。由于模具的截面积远大于内浇口，当冲头速度不大于0.8m/sec时，融熔金属在模具内是以近似于层流的方式运动，这一阶段不会产生卷气。从快速点直到充型结束，融熔金属以紊流的方式运动，这一阶段是包卷气体的过程，也是铸件产生气孔阶段。如何选择高速压射起点压铸的基本特色之一是快速填充，在整个高速GMOGMO（GeneralMovingObstacle）是FLOW-3D内建的功能，主要是用来模拟『流固耦合』下的流体运动模式。铸造仿真软件的基本功能，在于追踪熔融金属在模具内的充型以及热交换等物理现象。然而，现有的铸造制程中，许多铸造制程会牵涉到『移动』的问题。不论是高压铸造料管内金属受到柱塞的推动影响，或者是离心铸造制程中旋转的影响，甚至是挤压铸造制程中模具运动行程对于成型的影响，都必须考虑到运动状态的计算。GMOGMO（GeneralMovingObstacle175finish第一段行程：175mm（0.25m/sec）第二段行程：finish（2m/sec）第一段行程所需时间=100/250=0.7sec175finish第一段行程：175mm（0.25m成型金属：ADC12成形金属温度：700℃模具材料：H-13初始模具温度均一：200℃模具+初始流体+压室低速：0.25m/sec高速：2m/sec切换时刻：0.7sec案例四

（压室充型分析）成型金属：ADC12案例四（压室充型分析）1.项目建立

点击“addnewsimulation”增加新案例分析

给定模拟名称和放置路径，建议路径要与STL图放在一个文件夹内

建好项目后，就可以建模参数设置项目建立后，点选ModelSetup，进行项目设定1.项目建立点击“addnewsimulation”增2.模型建立

建模菜单共有六个子菜单2.模型建立建模菜单共有六个子菜单模型建立步骤如下

导入几何

网格划分

全局设置选取物理模型

导入金属材质

导入固体材质，设置固体属性

水路设置

流体初始化

数据输出

数值选项模型建立步骤如下导入几何2.1-1导入模具

点击快捷图标，同时导入“铸件/渣包/浇道/排气道”

图档。2.1-1导入模具点击快捷图标，同时导入“铸件/渣包/浇图格式与比例原始图档为mm单位，转为CGS时必须采用0.1表示模具为固体图格式与比例原始图档为mm单位，转为CGS时必须采用0.1表正确的图档载入会如同上图，图档的外侧会以半透明的外框标示，表示加载的对象为complement。修改图的类型1正确的图档载入会如同上图，图档的外侧会以半透明的外框标示，正确的图档载入会如同上图，图档选择”Hole”表示去除材料。修改图的类型2正确的图档载入会如同上图，图档选择”Hole”表示去除材料。2.1-2建立冲头几何

点击快捷图标，画“冲头”

图档。2.1-2建立冲头几何点击快捷图标，画“冲头”图档。2.1-3导入coolingchannel

点击快捷图标，导入“冷却道”

图档。2.1-3导入coolingchannel点击快捷图标2.2建立网格块建立网格块，然后给定的网格数量或网格尺寸在Mesh–Cartesian处点选『鼠标右键』，选取Addameshblock。或点击”+”增加网格块2.2建立网格块建立网格块，然后给定的网格数量或网格尺寸复合网格（ConformingMesh)复合网格目的是为了减少网格数量，以加快模拟计算时间本例采用conformmesh进行设定复合网格（ConformingMesh)复合网格目的是为了网格块-1（Conformtoopenvolume)

12网格块-1（Conformtoopenvolume)

网格块-2（Non-conform)

网格块-2（Non-conform)

网格块-3（Non-conform)

网格块-3（Non-conform)

2.3全局设定Fillfraction:设定为1.0（Fillfraction：填满率）Fillfraction=1，代表程序执行至『完全填满』时会自动停止计算。2.3全局设定Fillfraction:设定为1.0（F2.4物理模型2.4物理模型卷气模型

此模型需要填入两个系数-卷气系数和表面张力系数

对于压铸而言，卷气系数建议值=0.05，表面张力系数的数值可以从材料手册查询卷气主要是由于三个物理因素的作用产生: -紊流turbulence造成自由液面的扰动 -重力gravity和表面张力surfacetension是流体稳定的主要作用力气体/金属的混合率Cair用来代表卷气量多少卷气模型此模型需要填入两个系数-卷气系数和表面张力系数卷气在与周围环境没有热或质量交换情况下气泡的压力变化可以用一个简单的体积函数表示:V0和P0是初始气泡的体积和压力g=1.4forair气泡模型

此模型是考虑背压问题，即型腔内空气压力与体积和排气流率有关

当不用此模型时，充型过程型腔内空气压力被设置均一恒定压力值。

打开气泡模型，计算时间会加长。在与周围环境没有热或质量交换情况下气泡的压力变化可以用一个简氧化渣计算主要是基于金属液面与空气接触时间的长短。氧化渣可以依据实际状况自由给定(>0.0).结果数值是代表夹渣和流痕缺陷发生的可能性，数值越大可能性就越大. C(x,t)-oxidefilmconcentration;t–time.atfreesurfaceinthebulkRepresententrainedoxidewithavolumeconcentrationInsurfacecellsoxidesareproducedataconstantrateHPDC(Mgalloys)氧化渣模型氧化渣计算主要是基于金属液面与空气接触时间的长短。atfr重力模型

案例采用CGS（cmgs）单位，重力加速度数值由SI（mkgs）9.8的放大100倍重力模型案例采用CGS（cmgs）单位，重力加速度热传递模型若不想简化处理，考虑模具的热传导，那么需打开『Fullenergyequation』计算+MaximumThermalpenetrationdepth。

Implicit隐式解可以加快求解时间热传递模型若不想简化处理，考虑模具的热传导，那么需打开『FuGMO模型GMO模型凝固模型此时打开凝固模型，考虑充型过程是否有缺料和局部过早凝固。考虑液态和固态的金属与模具具有不同的对流换热系数。凝固模型此时打开凝固模型，考虑充型过程是否有缺料和局部过早粘度模型充填过程模具内的金属流动通常雷诺数较高(>20,000)，因此一般视为紊流流场在五种模式中，推荐使用RNG紊流模型粘度模型充填过程模具内的金属流动通常雷诺数较高(>20,2.5.导入金属材质

选择相应的材料，并点击加载即可2.5.导入金属材质选择相应的材料，并点击加载即可2.6.导入模具材质

选择相应的材料，并点击加载即可2.6.导入模具材质选择相应的材料，并点击加载即可设定模具和冲头温度及热传递系数液态金属与模具之间的热传递系数固态金属与模具之间的热传递系数模具初始温度设定模具和冲头温度及热传递系数液态金属与模具之间的热传递系数2.7.1设置冷却道2.7.1设置冷却道2.7.2设置加热道2.7.2设置加热道2.7.3设置加热道2.7.3设置加热道2.8.GMO冲头运动2.8.GMO冲头运动2.9.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液利用Fluidregion定义初始化金属液，利用limiter限制设置初始金属液温度2.9.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液以Favor检查型腔及金属液若看到蓝色的金属液，请调整左上角的Transparency透明度以Favor检查型腔及金属液若看到蓝色的金属液，请调整左上角2.10.加排气点注意：点的坐标必须在型腔内部。Valvelosscoefficient损失系数可以通过计算公式算出

若含有多个排气道，那么就要设置多个排气valves1232.10.加排气点注意：点的坐标必须在型腔内部。123ρ：空气的密度A：排气道截面积C：通常等于0.5Y：通常等于1.0其中损失系数的单位为[L3.5/M0.5]损失系数计算公式ρ：空气的密度损失系数计算公式2.11.数据输出若需输出流场更多细节，设置更小间隔

常需要输出的数据有金属温度/速度/空气压力/固相率/氧化渣/卷气/模具温度等2.11.数据输出若需输出流场更多细节，设置更小间隔2.12.数值选项

给定初始时间步和最小时间步。

软件会根据收敛情况自动调节步长大小2.12.数值选项给定初始时间步和最小时间步。FLOW-3Dv11

模具热循环训练课程FLOW-3Dv11

模具热循环训练课程模具热循环在压铸制程中，模具会不断的打开/关闭。模具温度会受到金属充填/金属凝固/顶出接触空气/喷离型剂/合模再次充填，以及模具的冷却管设计，而造成模具温度分布不均的现象。模具热循环分析可用来预测模具的温度分布，以及模具热点发生的位置。设计人员可藉由此结果判断水路的位置是否恰当。使用者可以设定在N次循环后，模具的温度分布值。模具热循环在压铸制程中，模具会不断的打开/关闭。模具温度会受相关的物理参数压铸过程中，模具会经过金属充填&凝固–模具与金属液之间的热传递开模–空气与模具之间的热传递喷离型剂–离型剂与模具之间的热传递合模–空气与模具（覆盖离型剂）之间的热传递再度充填…另外，模具还包括水路与模具之间热传递相关的物理参数压铸过程中，模具会经过另外，模具还包括水路与模成型金属：ADC12成形金属温度：640℃模具材料：SKD-61(H-13)模具温度：150℃一次循环周期包括：案例一（采用模仁分析-考虑水冷）图档准备必须分为两个部分：模具图（定模和动模）水路图转出STL格式成型金属：ADC12案例一（采用模仁分析-考虑水冷）图Workspace&SimulationWorkspaceSimulationWorkspace：工作区分类Simulation：单一分析案例Workspace&SimulationWorkspac项目目录建立的几个重点善用Workspace&Simulation，让分析人员对于资料的放置与检查更加容易FLOW-3D仅支持『英文与数字』的目录名称，在定义Workspace与Simulation时要特别注意如果可以，每次建立Simulation前，先建立Simulation的子目录，把相关的图档放置在Simulation子目录下，再进行项目建立项目目录建立的几个重点善用Workspace&Simulacustomer_AM12301M12302M12301_Mcustomer_BM14237M14239M14238Metal_AlA223518A223519MA223519Metal_ZnZ33425Z33428Z33426………..………..左图是以客户名称作为管理，每个客户的分析项目放置在客户名称下。右图则是以成形材料作为管理，每个成形项目的档案再放置于不同的目录下FLOW-3D的Workspace&Simulation管理非常弹性，用户可以按照自己的需求进行建立。customer_AM12301M12302M12301_M1.建立模拟案例与一般分析设定相同，档名必须采用英文或数字。1.建立模拟案例与一般分析设定相同，档名必须采用英文或数2.模型建立FLOW-3D的每个分析项目（simulation），都会放置在不同的workspace下。即使分析完成后，只要点选这个simulation，之前所有的分析结果（包含分析过程）都可一次调出。FLOW-3D可以记录所有分析过的项目（只要资料不被删除）。另外，workspace可以定义为自己熟悉的群组。项目建立后，点选ModelSetup，进行建模设定2.模型建立FLOW-3D的每个分析项目（simulatio模型建立步骤如下

导入几何

网格划分

选取物理模型

全局设置

导入金属材质

导入固体材质，设置固体属性

水路设置

流体初始化

数据输出

数值选项模型建立步骤如下导入几何2.1.1导入几何（动模和冷却道）载入STL图档。2.1.1导入几何（动模和冷却道）载入STL图档。设置单位换算

案例采用CGS（cmgs）单位，而图单位为mm，因此整体缩小0.1倍

表示模具是固体设置单位换算案例采用CGS（cmgs）单位，而图单2.1.2导入几何（定模和冷却道）载入STL图档，需要新建一个component，以区分动模和定模。2.1.2导入几何（定模和冷却道）载入STL图档，需要新建设置单位换算

案例采用CGS（cmgs）单位，而图单位为mm，因此整体缩小0.1倍

表示模具是固体设置单位换算案例采用CGS（cmgs）单位，而图单2.2建立网格网格调整时，将包含模仁部分

激活网格菜单

网格单元尺寸

网格计算域范围2.2建立网格网格调整时，将包含模仁部分激活网格菜单2.3物理模型2.3物理模型重力模型

案例采用CGS（cmgs）单位，重力加速度数值由SI（mkgs）9.8的放大100倍重力模型案例采用CGS（cmgs）单位，重力加速度热传递模型由于输出结果必须考虑模具热传导和热对流影响，因此必续打开『Fullenergyequation』计算。

Implicit隐式解可以加快求解时间热传递模型由于输出结果必须考虑模具热传导和热对流影响，因此必凝固模型此时打开凝固模型，只是考虑液态和固态的金属与模具具有不同的对流换热系数。凝固模型此时打开凝固模型，只是考虑液态和固态的金属与模具具热循环模型模拟10个周期每个Cycle有五个步骤五步个步骤如下：充型+凝固+取件模具打开3.喷离型剂6.等待7.模具闭合注意：1.第一个部分必须包含铸件在模具内所有时间，常包括充型+凝固+取件总和。2.因为该模型计算原理是第一个部分计算时金属是在模具里，从第二部分开始，模具内不含金属1.工艺名称2.与模具接触的时间3.与模具的热传递系数4.与模具的接触温度1234热循环模型模拟10个周期每个Cycle有五个步骤五步个步骤如

设置模拟停止条件：物理时间=次数*一次循环周期时间=10*20=200秒给定单位系统：CGS&Celsius2.4.全局设置设置模拟停止条件：物理时间=次数*一次循环周期时间=10*2.5.导入金属材质

选择相应的材料，并点击加载即可2.5.导入金属材质选择相应的材料，并点击加载即可2.6.导入模具材质

选择相应的材料，并点击加载即可2.6.导入模具材质选择相应的材料，并点击加载即可设定模具温度及热传递系数液态金属与模具之间的热传递系数固态金属与模具之间的热传递系数模具初始温度设定模具温度及热传递系数液态金属与模具之间的热传递系数固态金

设置稳态时水温和热传递系数

对流换热系数可以利用软件提供的计算器

算出数值为SI，需要换算为CGS制（数值*1000）2.7.水冷设置设置稳态时水温和热传递系数2.7.水冷设置2.8.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液填满型腔利用stl定义初始化金属液在global进行单位转换设置初始金属液温度2.8.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液填满型腔以Favor检查模具及水路图以Favor检查模具及水路图2.9.数据输出一般仅需输出最后一张温度场结果即可。若需输出更多温度变化状况，需设置时间间隔，如以每『1』秒为单位，输出流体温度及模具温度。

为了可以判断模具达到稳态结果，需要在Historydata设置时间间隔2.9.数据输出一般仅需输出最后一张温度场结果即可。若需输2.10.数值选项

给定初始时间步和最小时间步。

软件会根据收敛情况自动调节步长大小2.10.数值选项给定初始时间步和最小时间步。由于执行十个周期，所以图形会类似上图，有十个『波』。下方为分析过程记录，包含输出分析所需时间3.求解分析由于执行十个周期，所以图形会类似上图，有十个『波』。3.求4.载入结果和分析结果软件提供两种后处理功能软件自带的后处理Flowsight后处理4.载入结果和分析结果软件提供两种后处理功能4.1软件自带后处理

选择结果，并输出所需数据

软件可以输出文本/曲线/二维/三维4.1软件自带后处理

选择结果，并输出所需数据模具稳态判据从曲线判断当第九次周期时，模具温度变化相近，可视为稳态模具稳态判据从曲线判断当第九次周期时，模具温度变化相近，可模具温度分布输出3D结果Iso-surface:

complementofvolumefraction

Colorvariable:

walltemperature模具温度分布输出3D结果模具剖面温度分布模具剖面温度分布可调整剖面位置根据时间变化输出2D模具温度输出模具温度稳态时，此处温度过高，为热点的位置可调整剖面位置根据时间变化输出2D模具温度输出模具温度稳态选择结果文件复选selected数据选择定模和动模的模温4.2Flowsight后处理选择结果文件4.2Flowsight后处理03、FLOW-3D-V11热循环和压室分析课件成型金属：ADC12成形金属温度：630℃模具材料：SKD-61(H-13)模具温度：150℃镶嵌件材质：copper，常温一次循环周期包括：案例二（采用模仁分析-考虑镶嵌件和分型面）图档准备必须分为两个部分：模具图（定模和动模）镶嵌件图成型金属：ADC12案例二（采用模仁分析-考虑镶嵌件和1.建立模拟案例与一般分析设定相同，档名必须采用英文或数字。Thermaldiecycle-core1.建立模拟案例与一般分析设定相同，档名必须采用英文或数2.模型建立项目建立后，点选ModelSetup，进行建模设定2.模型建立项目建立后，点选ModelSetup，进行建模（1）2.1.1建立几何（镶嵌件）新建一个component

表示镶嵌件是固体（1）2.1.1建立几何（镶嵌件）新建一个component22.1.2建立几何（动模）

表示模具是固体需要新建一个component，以区分动模和定模。22.1.2建立几何（动模）表示模具是固体需要新建一个c需要新建一个模腔，去除材料。需要新建一个模腔，去除材料。2.1.3建立几何（定模）

表示模具是固体需要新建一个component，以区分动模和定模。3(3)0建立几何（定模）表示模具是固体需要新建一个co需要新建一个模腔，去除材料。00.04需要新建一个模腔，去除材料。00.042.2建立网格网格调整时，将包含模仁部分

激活网格菜单

网格单元尺寸

网格计算域范围2.2建立网格网格调整时，将包含模仁部分激活网格菜单2.3物理模型2.3物理模型重力模型

案例采用SI（mkgs）单位，重力加速度数值是9.8重力模型案例采用SI（mkgs）单位，重力加速度数值热传递模型由于输出结果必须考虑模具热传导和热对流影响，因此必续打开『Fullenergyequation』计算。

Implicit隐式解可以加快求解时间热传递模型由于输出结果必须考虑模具热传导和热对流影响，因此必凝固模型此时打开凝固模型，只是考虑液态和固态的金属与模具具有不同的对流换热系数。凝固模型此时打开凝固模型，只是考虑液态和固态的金属与模具具热循环模型模拟10个周期每个Cycle有两个步骤两步个步骤如下：充型+凝固+取件模具打开注意：1.第一个部分必须包含铸件在模具内所有时间，常包括充型+凝固+取件总和。2.因为该模型计算原理是第一个部分计算时金属是在模具里，从第二部分开始，模具内不含金属1.工艺名称2.与模具接触的时间3.与模具的热传递系数4.与模具的接触温度1234热循环模型模拟10个周期每个Cycle有两个步骤两步个步骤如

设置模拟停止条件：物理时间=次数*一次循环周期时间=10*50=500秒给定单位系统：SI&Celsius2.4.全局设置设置模拟停止条件：物理时间=次数*一次循环周期时间=10*2.5.导入金属材质

选择相应的材料，并点击加载即可2.5.导入金属材质选择相应的材料，并点击加载即可2.6.1导入嵌件材质

选择相应的材料，并点击加载即可Core选择“copper”2.6.1导入嵌件材质选择相应的材料，并点击加载即可设定component1嵌件温度及热传递系数液态金属与嵌件之间的热传递系数固态金属与嵌件之间的热传递系数嵌件初始温度设定component1嵌件温度及热传递系数液态金属与嵌设定component1嵌件类型表示此固体为嵌件设定component1嵌件类型表示此固体为嵌件2.6.2导入模具材质

选择相应的材料，并点击加载即可模具选择“H13”选择“2”和“3”2.6.2导入模具材质选择相应的材料，并点击加载即可设定component2&3模具温度及热传递系数液态金属与模具之间的热传递系数固态金属与模具之间的热传递系数模具初始温度设定component2&3模具温度及热传递系数液态金属设定component2&3考虑分型面影响表示考虑动模和定模的分型面影响设定component2&3考虑分型面影响表示考虑动模和2.7.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液填满型腔利用limiter定义初始化金属液设置初始金属液温度2.7.流体初始条件激活初始条件菜单定义初始金属液填满型腔以Favor检查模具及金属液以Favor检查模具及金属液2.8.数据输出一般仅需输出最后一张温度场结果即可。若需输出更多温度变化状况，需设置时间间隔，如以每『2.5』秒为单位，输出流体温度及模具温度。

为了可以判断模具达到稳态结果，需要在Historydata设置时间间隔2.8.数据输出一般仅需输出最后一张温度场结果即可。若需输2.9.数值选项

给定初始时间步和最小时间步。

软件会根据收敛情况自动调节步长大小2.9.数值选项给定初始时间步和最小时间步。由于执行十个周期，所以图形会类似上图，有十个『波』。下方为分析过程记录，包含输出分析所需时间3.求解分析由于执行十个周期，所以图形会类似上图，有十个『波』。3.求4.载入结果和分析结果软件提供两种后处理功能软件自带的后处理Flowsight后处理4.载入结果和分析结果软件提供两种后处理功能4.1软件自带后处理

选择结果，并输出所需数据

软件可以输出文本/曲线/二维/三维4.1软件自带后处理

选择结果，并输出所需数据选择结果文件复选selected数据选择定模和动模和嵌件的模温4.2Flowsight后处理选择结果文件4.2Flowsight后处理Partingline分型面影响Partingline分型面影响Core嵌件Core嵌件成型金属：ADC12成形金属温度：670℃模具材料：H-13模温：稳态模具温度模具+初始流体+高低速切换低速：0.3m/sec高速：2m/sec切换时刻：0.12sec案例三

（模具热循环–接续充型分析）成型金属：ADC12案例三（模具热循环–接续充型分析）模具热循环-接续分析一般充型分析，假设模具温度为等温。由于充型时间非常短，所以模具不等温的影响可以暂时忽略。如果铸件尺寸较大，充型时间较长时，模具不等温的问题可能会影响到分析结果。因此可以先执行模具热循环计算，再将模具热循环结束时的『模具温度』作为初始条件，执行充型分析以及接续的凝固分析。模具热循环-接续分析一般充型分析，假设模具温度为等温。由于1.接续分析增加Restart接续分析1.接续分析增加Restart接续分析充型设定请参考一般充型分析prepin档。充型设定请参考一般充型分析prepin档。2.1全局设置程序执行的『停止判断』设定为Finishtime选择接续的结果选择接续时间（模具稳态时刻）选择resettimetozero表示从0时刻开始计时选择usesolidtemperaturesonly表示仅继承模具的温度场2.1全局设置程序执行的『停止判断』设定为Finisht2.2物理模型

关闭黑色区域模型

打开红色区域模型2.2物理模型关闭黑色区域模型打开红色区域模型卷气模型

此模型需要填入两个系数-卷气系数和表面张力系数

对于压铸而言，卷气系数建议值=0.05，表面张力系数的数值可以从材料手册查询卷气模型此模型需要填入两个系数-卷气系数和表面张力系数气泡模型

此模型是考虑背压问题，即型腔内空气压力与体积和排气流率有关

当不用此模型时，充型过程型腔内空气压力被设置均一恒定压力值。

打开气泡模型，计算时间会加长。气泡模型此模型是考虑背压问题，即型腔内空气压力与体积和排气氧化渣模型氧化渣模型热传递模型由于充型时间较短，与模具接触时间很短，模具传热层很小，因此可以忽略模具内的热传导，你可以使用Non-Uniformcomponenttemperatures，这表示仅接续模具的温度场。若不想简化处理，考虑模具的热传导，那么需打开『Fullenergyequation』计算。Implicit隐式解可以加快求解时间热传递模型由于充型时间较短，与模具接触时间很短，模具传热层很粘度模型充填过程模具内的金属流动通常雷诺数较高(>20,000)，因此一般视为紊流流场在五种模式中，推荐使用RNG紊流模型粘度模型充填过程模具内的金属流动通常雷诺数较高(>20,2.3网格调整2.3网格调整2.4边界条件定义进口速度边界定义进口温度2.4边界条件定义进口速度边界定义进口温度2.5删除流体/增加流体定义初始流体Favor2.5删除流体/增加流体定义初始流体Favor2.6设置Valve排气2.6设置Valve排气2.7设置资料输出2.7设置资料输出FLOW-3Dv11

高压铸造-压室分析训练课程FLOW-3Dv11

高压铸造-压室分析训练课程压室内的冲头运动冷室压铸时，由于压室内并未『完全填满』融熔金属，因此在冲头运动时，会扰动内部的流体，造成金属含气量增加。另外，高低速切换的位置，也会影响金属液的运动方式。压室内的冲头运动冷室压铸时，由于压室内并未『完全填满』融熔金冷室压铸-压室内的状况1234空气浮渣融熔金属激冷层（凝固层）当融熔金属尚未进入模具前，在压室内就会因为与压室周边发生的热传以及与空气发生的氧化现象，在融熔金属表面形成氧化层，在压室相邻处则形成凝固层。铝合金氧化渣的密度比铝合金的小，因此当压室内的金属推入模具时，氧化渣与残渣会沉入融熔金属内，一起进入模具。冷室压铸-压室内的状况1234空气当融熔金属尚未进入模具前，如何选择高速压射起点压铸的基本特色之一是快速填充，在整个高速压射阶段，融熔金属以30~60m/sec的速度通过内浇口位置进入模具。此时融熔金属会包卷气体，在这种情况下可考虑让气孔分布在何处不影响关键位置。由于模具的截面积远大于内浇口，当冲头速度不大于0.8m/sec时，融熔金属在模具内是以近似于层流的方式运动，这一阶段不会产生卷气。从快速点直到充型结束，融熔金属以紊流的方式运动，这一阶段是包卷气体的过程，也是铸件产生气孔阶段。如何选择高速压射起点压铸的基本特色之一是快速填充，在整个高速GMOGMO（GeneralMovingObstacle）是FLOW-3D内建的功能，主要是用来模拟『流固耦合』下的流体运动模式。铸造仿真软件的基本功能，在于追踪熔融金属在模具内的充型以及热交换等物理现象。然而，现有的铸造制程中，许多铸造制程会牵涉到『移动』的问题。不论是高压铸造料管内金属受到柱塞的推动影响，或者是离心铸造制程中旋转的影响，甚至是挤压铸造制程中模具运动行程对于成型的影响，都必须考虑到运动状态的计算。GMOGMO（GeneralMovingObstacle175finish第一段行程：175mm（0.25m/sec）第二段行程：finish（2m/sec）第一段行程所需时间=100/250=0.7sec175finish第一段行程：175mm（0.25m成型金属：ADC12成形金属温度：700℃模具材料：H-13初始模具温度均一：200℃模具+初始流体+压室低速：0.25m/sec高速：2m/sec切换时刻：0.7sec案例四

（压室充型分析）成型金属：ADC12案例四（压室充型分析）1.项目建立

点击“addnewsimulation”增加新案例分析

给定模拟名称和放置路径，建议路径要与STL图放在一个文件夹内

建好项目后，就可以建模参数设置项目建立后，点选ModelSetup，进行项目设定1.项目建立点击“addnewsimulation”增2.模型建立

建模菜单共有六个子菜单2.模型建立建模菜单共有六个子菜单模型建立步骤如下

导入几何

网格划分

全局设置选取物理模型

导入金属材质

导入固体材质，设置固体属性

水路设置

流体初始化

数据输出

数值选项模型建立步骤如下导入几何2.1-1导入模具

点击快捷图标，同时导入“铸件/渣包/浇道/排气道”

图档。2.1-1导入模具点击快捷图标，同时导入“铸件/渣包/浇图格式与比例原始图档为mm单位，转为CGS时必须采用0.1表示模具为固体图格式与比例原始图档为mm单位，转为CGS时必须采用0.1表正确的图档载入会如同上图，图档的外侧会以半透明的外框标示，表示加载的对象为complement。修改图的类型1正确的图档载入会如同上图，图档的外侧会以半透明的外框标示，正确的图档载入会如同上图，图档选择”Hole”表示去除材料。修改图的类型2正确的图档载入会如同上图，图档选择”Hole”表示去除材料。2.1-2建立冲头几何

点击快捷图标，画“冲头”

图档。2.1-2建立冲头几何点击快捷图标，画“冲头”图档。2.1-3导入coolingchannel

点击快捷图标，导入“冷却道”

图档。2.1-3导入coolingchannel点击快捷图标2.2建立网格块建立网格块，然后给定的网格数量或网格尺寸在Mesh–Cartesian处点选『鼠标右键』，选取Addameshblock。或点击”+”增加网格块2.2建立网格块建立网格块，然后给定