MOLDFLOW模流分析报告结果解释.docx

MOLDFLOW 模流分析结果解释解释结果的一个重要局部是理解结果的定义，并知道怎样使用结果。下面将列出常用结果的定义 及怎样使用它们的建议，越常用的结果将越先介绍。屏幕输出文件screen output和结果概要results summaryFilling phase:Status: V = Velocity controlP = Pressure controlV/P= Velocity/pressure switch-over|-|Time(s)| Volume|Pressure(MPa)| Clamp force|Flow rate|Status |(%)|(tonne)|(cm3/s) |-|屏幕输出文件和结果概要都包含了一些分析的关键结果的总结性信息。屏幕输出文件还包含如图 169 所示的附加输出，说明分析正在进展，同时还供给重要信息。从它可以看出分析使用的压力和锁模力的大小、流率的大小和使用的掌握类型。|0.25|4.20|7.71|4.34|441.92|V|0.50|8.87|12.20|16.95|485.10|V|0.74|13.48|15.99|38.17|480.56|V|0.98|17.98|20.85|79.31|480.06|V|1.23|22.65|25.65|134.77|484.03|V|1.47|27.23|30.39|202.10|485.47|V|1.72|31.81|35.11|282.36|488.61|V|1.97|36.58|40.06|381.25|491.44|V|2.21|41.22|44.52|483.00|494.45|V|2.45|45.83|49.45|611.51|494.44|V|2.70|50.57|54.59|765.69|492.31|V|2.95|55.15|59.99|937.90|496.41|V|3.19|59.67|64.97|1105.54|499.49|V|3.43|64.36|70.14|1291.49|500.91|V|3.68|69.11|75.35|1494.82|502.35|V|3.92|73.66|80.19|1699.99|503.89|V|4.17|78.43|85.30|1934.89|505.82|V|4.41|83.13|90.23|2184.04|506.97|V|4.66|87.74|95.01|2439.39|508.52|V|4.91|92.48|100.01|2726.84|509.75|V|5.08|95.68|V/P|5.08|95.68|106.06|3112.09|503.26|P|5.15|96.54|84.85|2592.91|247.17|P|5.40|98.17|84.85|3007.69|156.82|P|5.71|98.99|84.85|3399.84|82.69|P|5.90|99.38|84.85|3477.54|64.25|P|6.14|99.73|84.85|3537.26|49.34|P|6.37|99.97|84.85|3585.52|38.73|P|6.38|99.98|84.85|3592.73|37.66|P|6.39 |100.00 |84.85 |3599.93 |37.66 |Filled |图 169. 充模分析的屏幕输出文件Filling phase results summary for the part :Shear rate - maximumShear rate - 95th percentile(at(at4.906 s) = 4725.2798 1/s0.249 s) = 2489.9800 1/sWall shear stress - averageWall shear stress - RMS deviation=0.0926 MPa=0.0443 MPa屏幕输出文件和结果概要都有与图 170 相像的局部。它同时包含了分析过程中第一局部和分析完毕时的关键信息。使用这些信息可以快速查看这些变量，从而推断是否需要具体分析某一结 果，以觉察问题。Bulktemperature- maximum(at4.906s)=252.5450CBulktemperature- 95th percentile(at5.082s)=251.2430CBulktemperature- 5th percentile(at6.389s)=214.1860CBulktemperature- minimum(at6.379s)=105.0260CWallshearstress - maximum(at6.389s)=0.6826MPaWallshearstress - 95th percentile(at0.249s)=0.3107MPaEnd of filling phaseresults summaryforthepart :Total part weight=2512.5301 gBulk temperature- maximum=247.0680 CBulk temperature- 95th percentile=244.5620 CBulk temperature- 5th percentile=214.1860 CBulk temperature- minimum=105.0370 CBulk temperature- average=233.7720 CBulk temperature- RMS deviation=12.9527 CWallshearstress- maximum=0.6826MPaWallshearstress- 95th percentile=0.1478MPaFrozenlayerfraction- maximum=0.5465Frozenlayerfraction- 95th percentile=0.1257Frozenlayerfraction- 5th percentile=0.0649Frozenlayerfraction- minimum=0.0000Frozenlayerfraction- average=0.0898Frozenlayerfraction- RMS deviation=0.0263Shearrate- maximum=2176.53001/sShearrate- 95th percentile=58.98571/sShearrate- average=22.88841/sShearrate- RMS deviation=27.09471/s图 170. 结果概要输出充模时间Fill Time充模时间显示的是熔体流淌前沿的扩展状况，其默认绘制方式是阴影图，但使用云纹图可更简洁 解释结果。云纹线的间距应当一样，这说明熔体流淌前沿的速度相等。制件的填充应当平衡。当 制件平衡充模时，制件的各个远端在同一时刻布满。对大多数分析，充模时间是一个格外重要的 关键结果。压力Pressures有几种不同的压力图，每种以不同的方式显示制件的压力分布。全部压力图显示的都是制件某个 位置一个节点、或某一时刻的压力。使用的最大压力应低于注射机的压力极限，很多注射机的压力极限为 140 MPa (20,000 psi)。模具的设计压力极限最好为 100 MPa (14,500 psi)左右。假设所用注塑机的压力极限高于140MPa，则设计极限可相应增大。模具的设计压力极限应大约为注射机极限的 70%。假设分析没有包括浇注系统，设计压力极限应为注射机极限的 50%。象充模时间一样，压力分布也应当平衡。压力图和充模时间图看起来应当格外相像，假设相像， 则充模时制件内就只有很少或没有潜流。具体的压力结果定义如下：· 压力Pressure压力是一个中间结果，每一个节点在分析时间内的每一时刻的压力值都记录了下来。默认的 动画是时间动画，因此，你可以通过动画观看压力随时间变化的状况。压力分布应当平衡， 或者在保压阶段应保证均匀的压力分布和几乎无过保压。· 压力充模完毕时 Pressure (end of filling) 充模完毕时的压力属于单组数据，该压力图是观看制件的压力分布是否平衡的有效工具。因 为充模完毕时的压力对平衡格外敏感，因此，假设此时的压力图分布平衡，则制件就很好地 实现了平衡充模。· 体积/压力掌握转换时的压力 Pressure at V/P switchover 体积/压力掌握转换时的压力属于单组数据，该压力图同样是观看制件的压力分布是否平衡的有效工具。通常，体积/压力掌握转换时的压力在整个注塑成型周期中是最高的，此时压力的大小和分布可通过该压力图进展观看。同时，你也可以看到在掌握转换时制件填充了多 少，未填充局部以灰色表示。· 注射位置压力：XY 图Pressure at injection location: XY Plot 注射节点是观看 2 维 XY 图的常用节点。通过注射位置压力的 XY 图可以简洁地看到压力的变化状况。当聚合物熔体被注入型腔后，压力持续增高。假设压力消灭尖峰通常消灭在充模 快完毕时，说明制件没有很好到达平衡充模，或者是由于流淌前沿物料体积的明显削减使 流淌前沿的速度提高。体积温度Bulk temperatures体积温度是速度加权平均温度，有两种体积温度图，以下将分别给出其定义。模具中的聚合物温度在整个注塑成型周期中是不断变化的，它不仅随时间变化，而且沿壁厚也是变化的。体积温度反映了聚合物内部能量的传递。当没有聚合物流淌时，体积温度就是截面上温度的简洁平均值； 当有聚合物流淌时，截面上流速越快的局部，将赐予越大的权重。体积温度反映了制件内部所产生的剪切热。假设制件内部有猛烈的剪切作用，制件的温度将上升。 在充模阶段，体积温度图应格外均匀，其变化以不超过 5°C (10°F)为宜。实际应用时允许有较大的温度降，通常高至 20°C (35°F)的温降都是可以承受的。假设有区域产生了过保压， 体积温度将显著下降。这说明过保压已成为一个问题，在可能的状况下应加以改进。当体积温度范围过大时，通常缩短注射时间是减小其范围的最正确手段。· 体积温度Bulk temperature体积温度是中间数据结果，通过它可以看到温度随时间变化的状况。假设进展的是流淌分析， 由于绘图比例格外大，使充模时发生的状况很难看清。这时可以对每一帧分别设置比例，观看每一帧充填时由最小比例到最大比例变化的状况，再手工设置比例的最大值和最小值。然后再播放充填时的动画。· 体积温度充模完毕时 Bulk temperature (end of filling) 充模完毕时的体积温度是单组数据结果，它很好地反映了充模时温度变化状况。假设温度分 布范围窄，说明结果好，这时就没有必要播放动画。流淌前沿温度Temperature at flow front流淌前沿温度是聚合物熔体充填一个节点时的中间流温度。由于它代表的是截面中心的温度，因 此其变化不大。流淌前沿温度图可与熔接线图结合使用。熔接线形成时熔体的温度高，则熔接线 的质量就好。而在一个截面内熔接线首先形成的地方是截面的中心，因此，假设流淌前沿的温度 高，熔接线强度通常都高。温度Temperature温度图是中间剖面结果。使用温度图，可以观看截面内任意位置的温度随时间变化的状况，或者 观看特定时刻整个截面内温度的变化。很多时候，使用特定位置的 XY 图来观看截面内温度的变化，温度的变化可能是由于大量剪切热的产生而引起的。通常，截面内的最高温度不应高于数据 库中所列出的熔体最高温度。型腔壁处的剪切应力Shear stress at wall型腔壁处的剪切应力是中间数据结果。型腔壁意味着冻结层和熔体层界面，在截面内这里的剪切 应力最高。制件内的剪切应力应低于数据库中规定的材料极限值。由于型腔壁处的剪切应力是中 间数据结果，你不知道什么时候剪切应力将超过极限值。为了帮助我们解释结果，应转变绘图属 性：调整绘图比例，并把最小值设为材料极限。在这种状况下，绘出的将仅仅是那些高于极限值 的单元。把制件设为透亮，默认的透亮值是 0.1，依据计算机的图形卡的不同，可能需要把该透亮值增大。同时，为了有助于显示出有问题的小单元，应关掉节点平均值。这样你就可以手工播 放剪切应力随时间变化的动画，从而觉察什么时间、哪里消灭了高的剪切应力。熔接线Weld lines当两股聚合物熔体的流淌前沿集合到一起，或一股流淌前沿分开后又合到一起时，就会产生熔接线，如聚合物熔体沿一个孔流淌。有时，当有明显的流速差时，也会形成熔接线。厚壁处的材料 流得快，薄壁处流得慢，在厚薄交界处就可能形成熔接线。熔接线对网格密度格外敏感。由于网格划分的缘由，有时熔接线可能显现在并不存在的地方，或有时在真正有熔接线的地方没有显示。 为确定熔接线是否存在，可与充模时间一起显示。同时熔接线也可与温度图和压力图一起显示， 以推断它们的相对质量。削减浇口的数量可以消退掉一些熔接线，转变浇口位置或转变制件的壁厚可以转变熔接线的位 置。气穴Air traps气穴定义在节点位置，当材料从各个方向流向同一个节点时就会形成气穴。气穴将显示在其真正消灭的位置，但当气穴位于分型面时，气体可以排出。与熔接线一样，气穴对网格密度很敏感。 制件上的气穴应当消退。可使用几种方法做到这一点，如转变制件的壁厚、浇口位置和注射时间都有助于消退气穴。冻结时间Time to Freeze 冻结时间是指充模完毕到型腔中的聚合物降至顶出温度所需的时间。冻结时间可用来估量制件的 成型周期，并作为确定保压时间的初始值，同时可用于观看制件壁厚变化的影响。冻结层厚度Frozen layer fraction 冻结层厚度有两个概念，它定义了制件冻结层的厚度。假设冻结层厚度的值为 1，则表示截面已完全冻结。确定聚合物熔体是否冻结的参考温度是转变温度。· 冻结层厚度Frozen layer fraction 冻结层厚度是中间数据结果。要观看制件和浇口冻结的时间，该结果格外有用。假设制件上 靠近浇口的一些区域冻结得早，就会使远离浇口的区域具有高的收缩率。通常，在关键位置如浇口创立 XY 图来观看冻结层厚度变化的状况。· 冻结层厚度充模完毕时 Frozen layer fraction (end of filling) 充模完毕时的冻结层厚度是单组数据结果，此时，冻结层厚度不能太厚。假设制件某些区域的冻结层厚度超过 0.20 到 0.25，可能就意味着保压困难，并需要缩短注射时间来加以改善。这还需要与温度图结合起来进展推断。体积收缩率Volumetric shrinkage 体积收缩率是以百分率表示的、由于保压而引起的制件体积的削减。在确定体积收缩率时，聚合 物材料的 PVT 特性起了重要作用。保压压力越高，体积收缩率越小。体积收缩率有两种状况。· 体积收缩率Volumetric shrinkage体积收缩率是中间数据结果，它显示制件在保压和冷却过程中收缩率的变化。通常不使用这 个结果，由于顶出时的收缩率才是制件最终的体积收缩率。· 体积收缩率顶出时 Volumetric shrinkage (at ejection) 顶出时的体积收缩率是单组数据结果。整个型腔的收缩率应当均匀，但通常难以实现。可通 过调整保压曲线使收缩率均匀一些。平均速度Average velocity平均速度表示的是每个单元在不同时刻熔体流淌的方向与大小。平均速度图格外适合于观看料流 方向的变化和制件内哪个地方的料流速度较高。在多数状况下，应设置绘图比例。通常，浇口或靠近浇口的单元的流速最大。调整绘图比例的一 个简洁方法如下，播放动画结果时，在绘图属性对话框中选择绘图比例，转变最大值并点击应用Apply，观看速度的显示是否更合理。由于选择的是应用Apply，对话框将仍旧保持翻开， 如有必要可连续调整最大值，直到得到满足的颜色为止。体积剪切速率Shear rate, bulk 体积剪切速率代表的是整个截面的剪切速率，由截面内材料的流速和剪切应力计算所得，可以把 它直接与材料数据库中的材料极限值进展比较。在显示该结果图时，最好关掉节点平均值。通常，可能有一些小单元具有很高的剪切速率，因此， 关掉节点平均值可以使我们看得更清楚。制件内的剪切速率很少过高。通常，剪切速率过高的地方都是浇注系统，特别是浇口。有些材料含有多种添加剂，从纤维、着色剂到稳定剂，这时应尽量把剪切速率掌握在材料的极限值以内。 当剪切速率保持在 20,000 1/sec 以内时，结果就很好。通常实际使用的浇口尺寸都可以保证这一点。剪切速率Shear rate 剪切速率是中间剖面结果。在大多数状况下，使用 XY 图观看其结果。通常是绘制那些具有高体积剪切速率的单元的结果，这将表示某时刻、特定位置的截面的最大剪切速率。假设剪切速率明 显高于材料的极限，可能意味着由于高剪切而产生了一些相关问题，如浇口变色，或引起制件的 机械性能降低。推举的注射速度：XY 图Recommended ram speed: XY Plot推举的注射速度是以使流淌前沿的速度更加均匀为原则而建立的，它将有助于消退压力尖峰，同 时可以改善制件的外表光滑度。推举的注射速度的图形显示可用作后续争论。充模起点Grow from当制件上有多个浇口时，该图将显示哪个三角形单元是由哪个浇口填充的。这将有助于浇口的设 置和多浇口制件的平衡充模。锁模力：XY 图Clamp force: XY Plot该 XY 图表示锁模力随时间而变化的状况。计算锁模力时把 XY 平面作为分型面，锁模力依据每个单元在 XY 平面上的投影面积和单元内的压力进展计算。当使用外表模型时，考虑的是相互匹配的单元组，因此锁模力没有重复计算。但是，假设制品的几何构造在 XY 平面上的投影有重叠， 锁模力的推测将会偏大。可以设置属性，将投影发生重叠的单元排解在锁模力的计算之外，从而 解决该问题。锁模力对充模是否平衡、保压压力和体积/压力掌握转换时间等格外敏感。对这些参数稍加调整， 就会使锁模力发生较大的变化。锁模力中心Clamp force Centroid当锁模力到达其最大值时，锁模力中心将指出锁模力中心的位置。假设成型制件所用的模具很小 或锁模力接近极限锁模力时，该结果格外有用。假设锁模力中心没有在模具中心，就可能使注塑 机的锁模力力量得不到充分的利用。例如，假设注塑机的最大锁模力为 1000 吨，注塑机的 4 根拉杆每根将承受 250 吨的力。当锁模力中心严峻偏向其中的 1 根或 2 根时，机器实际能得到的锁模力将降低。该结果可用来检查模具的总体受力平衡，当锁模力中心不在机器的中心时，应加以 修正。缩痕指数Sink Index缩痕指数给出了制件上产生缩痕的相对可能性，其值越高，说明缩痕或缩孔消灭的可能性越大。 计算缩痕指数时将同时使用体积收缩率和制件壁厚的值。在比较不同的方案时，缩痕指数图是格外有用的相对工具。速度Velocity速度表示的是不同的壁厚和不同的时间熔体流速的变化状况，它是一个中间剖面结果。通常，使 用 XY 图来表示截面内速度的变化。注射量百分比：XY 图% Shot weight: XY Plot 注射量百分比是依据制件体积，并使用材料在室温时的密度计算的。该图用来显示制件体积随注 射、保压时间而变化的状况。冷却分析结果解释冷却分析有很多结果，下面是常常用到的： 制件顶面温度Temperature (Top), part这里所指的顶面Top是三角形单元的顶面，在显示时为兰色。这个结果描述了和制件单元相接触的、顶面一侧的制件和模具的界面，也叫模具外表，在一个成型周期内的平均温度。这个温度和成型周期末段的模具温度很接近，但从技术的角度看，它是一个平均温度。制件底面温度Temperature (Bottom), part这里所指的底面Bottom是三角形单元的底面，在显示时为红色。同前面一个结果一样， 它所描述的也是模具外表在一个成型周期内的平均温度，只是接触的方向是单元的底面。制件两侧温差Temperature difference, part这个结果描述了制件顶面温度与底面温度的差异，其值为顶面温度减去底面温度的差值。所以，正值表示顶面比底面温度高，反之则相反。只有中层面模型才有这个结果，由于 FUSION 模型没有制件底面温度这个结果。冻结时间Time to Freeze这个结果显示了从注射开头每个单元所需要的冻结时间，即冷却到整个单元的截面温度都低于材料数据库中所定义的顶出温度的时间。最高温度Maximum Temperature冷却完毕时制件截面上的最高温度，依据模具外表的平均温度计算。冷却液流淌速率Circuit Flow Rate在一个回路中冷却液流经某一单元时的流淌速率。当使用并联回路时，这是一个很有用的结果，由于在一般状况下，并联回路中管道的流淌速率不均匀。冷却液雷诺数Circuit Reynolds number这是回路中某一单元中冷却液的雷诺数。雷诺数是用来表征流体流淌状态的一个纯数。流淌状态为湍流时传热效率高。当雷诺数大于2200 时，流体开头处于过渡流状态，大于4000 时处于湍流状态。冷却分析时的缺省值是10,000。与流淌速率一样，当各条管道流淌速率不全都或承受并联管道时，这个结果很有用。冷却液温度Circuit Coolant Temperature 这个结果显示了冷却液流经冷却管道时的温度变化。一般状况下，冷却液温度的上升不要超过 3º C。管道外表金属温度Circuit Metal Temperature这个结果显示了冷却管道外表。即冷却液和金属的界面的温度。这个温度应当不能比冷却液温度高 5º C 以上。通过这个结果我们可以看到回路中热量传递最高的部位。假设这个温度太高，则说明该部位需要加强冷却。