03、FLOW-3D-V11热循环和压室分析课件.ppt
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- 03 FLOW V11 循环 分析 课件
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1、 FLOW-3D v11模具热循环训练课程模具热循环训练课程模具热循环模具热循环l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。l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。l使用者可以设定在N次循环后,模具的温度分布值。相关的物理参数相关的物理参数压铸过程中,模具会经过1.金属充填&凝固模具与金属液之间的热传递模具与金属液之间的热传递2.开模空气与模具之间的热空气与模具之间的热传递传递3.喷离型剂离型剂与模具之间的
2、热离型剂与模具之间的热传递传递4.合模空气与模具(覆盖离型剂)之间的热空气与模具(覆盖离型剂)之间的热传递传递5.再度充填另外,模具还包括另外,模具还包括水路与模具之间热水路与模具之间热传递传递成型金属: ADC 12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:案例一案例一 (采用模仁分析(采用模仁分析-考虑水冷)考虑水冷)图档准备必须分为两个部分:1. 模具图(定模和动模)2. 水路图转出STL格式Workspace & SimulationWorkspaceSimulationWorkspace:工作区分类Simulation:单一分析案例项
3、目目录建立的几个重点项目目录建立的几个重点l善用Workspace &Simulation,让分析人员对于资料的放置与检查更加容易lFLOW-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l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customer_AM12301M12302M12301_Mcustomer_BM14237M14239M14238Metal_AlA223518A223519MA223519Metal_ZnZ33425Z33428Z3342
4、6. 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。1.建立建立模拟案例模拟案例 与一般分析设定相同,档名必须采用英文或数字。2.模型模型建立建立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,wor
5、kspace可以定义为自己熟悉的群组。项目建立后,点选Model Setup,进行建模设定模型模型建立建立步骤如下步骤如下 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2.1.1导入几何(动模和冷却道)导入几何(动模和冷却道)载入STL图档。设置单位换算设置单位换算 案例采用 CGS (cm g s)单位,而图单位为mm,因此整体缩小0.1倍 表示模具是固体2.1.2导入几何(定模和冷却道)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。设置单位换算设置单位换算 案例采
6、用 CGS (cm g s)单位,而图单位为mm,因此整体缩小0.1倍 表示模具是固体2.2 建立网格建立网格 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2.3 物理模型物理模型重力模型重力模型 案例采用 CGS (cm g s)单位,重力加速度数值由SI(m kg s) 9.8的放大100倍热热传递模型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Full energy equation计算。 Implicit隐式解可以加快求解时间凝固模型凝固模型 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。热循环模型热循环模型模拟模
7、拟10个个周期周期每个每个Cycle有有五五个步骤个步骤五步个步骤如下:1.充型+凝固+取件2.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 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. 全局设置全局设置2.5. 导入金属材质导入金属材质 选择相应的材料,并点击加载即可
8、 2.6. 导入模具材质导入模具材质 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. 水冷设置水冷设置2.8. 流体初始条件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1.利用stl 定义初始化金属液2.在global进行单位转换3.设置初始金属液温度以以Favor检查模具及水路图检查模具及水路图2.9.数据输出数据输出 一般仅需输出最后一张温度场结果即可。
9、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History data 设置时间间隔2.10.数值选项数值选项 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. 求解分析求解分析4. 载入结果载入结果和分析结果和分析结果软件提供两种后处理功能1.软件自带的后处理2.Flowsight 后处理4.1 软件自带后处理软件自带后处理 选择结果,并输出所需数据 软件可以输出文本/曲线/二维/三维模具稳态判据模具稳态判据
10、 从曲线判断当第九次周期时,模具温度变化相近,可视为稳态模具温度分布模具温度分布输出3D结果Iso-surface: complement of volume fractionColor variable: wall temperature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输出 模具温度稳态时,此处温度过高,为热点的位置1.选择结果文件2.复选 selected 数据3.选择定模和动模的模温4.2 Flow sight 后处理后处理成型金属: ADC 12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:c
11、opper ,常温一次循环周期包括:案例二案例二 (采用模仁分析(采用模仁分析-考虑镶嵌件和分型面)考虑镶嵌件和分型面)图档准备必须分为两个部分:1. 模具图(定模和动模)2. 镶嵌件图1.建立建立模拟案例模拟案例 与一般分析设定相同,档名必须采用英文或数字。Thermal die cycle -core2.模型模型建立建立项目建立后,点选Model Setup,进行建模设定(1)2.1.1建立几何(镶嵌件)建立几何(镶嵌件)新建一个component 表示镶嵌件是固体22.1.2 建立几何(动模)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。需要新建一个模
12、腔,去除材料。2.1.3 建立几何(定模)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)00.1需要新建一个模腔,去除材料。00.042.2 建立网格建立网格 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2.3 物理模型物理模型重力模型重力模型 案例采用 SI(m kg s)单位,重力加速度数值是9.8热热传递模型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Full energy equation计算。 Implicit隐式解可以加快求解时间凝固模型凝固模型 此时打开凝固模型,只是考虑液态和固态的金属与模
13、具具有不同的对流换热系数。热循环模型热循环模型模拟模拟10个个周期周期每个每个Cycle有有两两个步骤个步骤两步个步骤如下:1.充型+凝固+取件2.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 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. 全局设置全局设置2.5. 导入金属材质导入金属材质 选择相应的材料,并
14、点击加载即可 2.6.1导入嵌件材质导入嵌件材质 选择相应的材料,并点击加载即可 1. Core 选择 “copper”设定设定component 1 component 1 嵌件温度及热传递系数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设定component 1 component 1 嵌件类型嵌件类型表示此固体为嵌件2.6.2导入模具材质导入模具材质 选择相应的材料,并点击加载即可 1. 模具选择 “H13”2. 选择“2”和“3”设定设定component 2&3 component 2&3 模具温度及热传递系数模具温度及热传递系数液
15、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设定component 2&3 component 2&3 考虑分型面影响考虑分型面影响表示考虑动模和定模的分型面影响2.7. 流体初始条件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1.利用limiter定义初始化金属液2.设置初始金属液温度以以Favor检查模具及金属液检查模具及金属液2.8.数据输出数据输出 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History data 设置时间间隔2.
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