-
基于
MOLDFLOW
的
< br>
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
下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。<
/p>
脸盆
三维模型如图
1-1
所示，充填分析结果如图
1-2
所示。
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“
lianpen
”
< br>，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“
lianpen
”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
，进入模型导入对话框。选择
STL
文件进行导
入。选择文件
“
”
。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<
/p>
）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
“
lp1_study
”工
程，如图
1-7
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
图
1-7
工程管理视窗
图
1-8
方案任务视窗
（
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。
<
/p>
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
在管理视窗新
增加了三角形单元层和节点层，如图
1-12
所示。
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”
< br>，
“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”<
/p>
对话框显示模型的纵横比范围为
1.155000~45.920
00
，
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。
（
6
）选择类型分析。
Moldflow
提
供的分析类型有多种，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<
/p>
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
三项
变为
。分析类型选定。
（
7
）定义材料类型。塑料脸盆的成型材料使用默认的
PP
材料。在方案任务
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
< br>所示。
图
1-18
结果概要
图
1-19
结果图像
（
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_1st
udy
（
copy
）
< br>，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，
< br>系统弹出
“选择分析顺序”
对话框，
如图
1-21
所示。
选择“流动<
/p>
+
翘曲”
，单击“确定”按钮，完成分析
类型的选定，如图
1-22
所示。
图
1-2
1
“选择分析顺序”对话框
图
1-22
方案任务发生变化
（
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“
enter
”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
1-2
5
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
图
1-26
“成型参数设置向导”对话框
2
（<
/p>
13
）分析计算
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。
< br>
（
14
）结果查看。分析结束后，
M
PI
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
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<
/p>
所示。
图
1-30
锁模力变化曲线
< br>（
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，
Y
方向变形量，
Z
方向变形量。
如图
1-31~1-34
所示。
图
1-31
总体变形量
图
1-31
X
方向变形量
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
< br>所示。
双击
REPROT
，
弹出
“
MOLDFLOW
PLASTICS
INSIGHT 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
< br>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<
/p>
”
，
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
，进入模型导入对话框。选择
STL
文件进行导入。选择文件
“
”
。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
2-3
导入选项
Moldflow
MPI
有
3
种网格类型，即中面网格（
Midplan
e
）
，表面网格
（
Fusion
）
，实体网格（
3D
）
，根据分析类型搭配网格类型。
<
/p>
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<
/p>
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，
3
D
网格可以更为精确地进行三维流道仿真。
< br>（
3
）网格划分。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
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
< br>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
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
MOLD
FLOW
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
1.19000~479.272000
< br>，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<
/p>
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
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，自动划分
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，
因此要对
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
。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
< br>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
1.159000~48.75000
。
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，
“工具”页面显
示如图
3-5
所示的“自动修复”定义信息。
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。
< br>
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”
，<
/p>
“网格工具”
，
“修改纵横比”命令，<
/p>
“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
-
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