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0Moldex3D Digimat-MS模块 简介 本文将教导使用者如何利用Digimat来建立纤维强化塑料的材料模型。解释多尺度建模背后的概念,并说明如何操作 Moldex3D Digimat-MS 。 一. 摘要 本文的目的是利用 Moldex3D Digimat-MS 与结构分析软件,进行一产品受外力下的应力与变形的分析。此产品是弹塑性的玻璃纤维复合材料。我们会藉由Digimat-MS来说明从Digimat到结构分析软件的整个分析流程。本文中所示范的流程,包括如何选取所需要的材料性质,以及如何将模流分析中所得到
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0四. 参考数据 1. 功能回顾 Moldex3D FEA 接口的功能是用于整合Moldex3D 和结构 CAE 软件。它可将Moldex3D的数据转换输出给ABAQUS/ANSYS/Workbench/MSC.Nastran/LS-DYNA/MSC.Marc/NX-Nastran/Optistruct等结构分析软件。 这些输出的数据报括网格 (original, deformed, mappedmesh) 信息与材料性质。原始网格代表模型几何未变形前的网格。变形网格代表模型翘曲后的网格。映射网格代表大小与原始几何相同,但网格类型与数目与原始网格不同的网格。材料性质包括材料劲度、热膨胀系数、密度
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0三. 应用技巧 Moldex3D FEA 接口模块提供射出成型 CAE 及其他 FEA 结构分析软件之间的联系桥梁。其输出的档案记录了初始条件,以便进行高阶仿真,如线性静态特性 (linear static)、挫曲效应 (buckling)、预应力 (pre-stress)、模态动力 (modal dynamics)、非线性 (nonlinear)、稳恒态 (steady state)、及瞬时的热传 (transient heat transfer)。这种整合工具提供相关的产品/模具设计师一套具成本效益且完整性的解决方案。 1. ANSYS的功能 2. ABAQUS的功能 3. LS-DYNA的功能 4. MSC.Nastran的功能
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0二. Moldex3D FEA接口功能模块的使用步骤 8. 至NXNastran Solid 模型 用solid模型可以输出的文件类型: (1) 具有成型塑件的材料性质的原始/翘曲网格: NXNASTRAN_Part_Ori_*.dat NXNASTRAN_Part_Wap_*.dat. (2) 具成型塑件材料性质的使用者定义网格: NXNASTRAN_ Part_Map_*.dat. (3) 多材质模型在不同时间的压力输出: NXNASTRAN_PartInsert_Pressure_Ori_*_Fill_00x(step time).dat NXNASTRAN_PartInsert_Pressure_Ori_*_Pack_00x(step time).dat NXNASTRAN_PartInsert_Pressure_Ori_*_EOF.dat NXNASTRAN_PartInsert_Pressure_Ori_*_EOP.dat 其中 x 代
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0二. Moldex3D FEA接口功能模块的使用步骤 7. 至MSC.Marc Solid 模型 用solid模型可以输出的文件类型: (1) 具成型塑件材料性质的原始/翘曲网格: MARC_Part_Ori_*.dat MARC_Part_Wap_*.dat (2) 具成型塑件材料性质的使用者定义网格: MARC_ Part_Map_*.dat (3) 多材质模型在不同时间的压力输出: MARC_PartInsert_Pressure_Ori_*_Fill_00x(step time).dat/ MARC_PartInsert_Pressure_Ori_*_Pack_00x(step time).dat/ MARC_PartInsert_Pressure_Ori_*_EOF.dat MARC_PartInsert_Pressure_Ori_*_EOP.dat 其中 x 代表时间步径的数目,其范围从1 到
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06. 至LS-DYNA Solid 模型 用solid模型可以输出的文件类型: (1) 具成型塑件材料性质的原始/翘曲网格: LSDYNA_Part_Ori_*.k LSDYNA_Part_Wap_*.k (2) 具成型塑件材料性质的使用者定义网格: LSDYNA_ Part_Map_*.k 注:支持结果将Solid模型结果映像到shell模型。 (3) 崁件在不同时间点下的压力场输出: LSDYNA _PartInsert_Pressure_Ori_*.k 注:档案包含多段时间步径之压力场,其步径范围从1至时间步径总数。 (4) 模座在不同时间点下的压力场输出: LSDYNA_Moldbase_Pressure_*.k 注:档案包含多
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0二. Moldex3D FEA接口功能模块的使用步骤 5. 至MSC.Nastran Solid 模型 用solid模型可以输出的文件类型: (1) 具成型塑件材料性质的原始/翘曲网格: MSCNASTRAN_Part_Ori_*.bdf MSCNASTRAN_Part_Wap_*.bdf. (2) 具成型塑件材料性质的使用者定义网格: MSCNASTRAN_ Part_Map_*.bdf. (3) 多材质模型在不同时间的压力输出: MSCNASTRAN_PartInsert_Pressure_Ori_*_Fill_00x(step time).bdf MSCNASTRAN_PartInsert_Pressure_Ori_*_Pack_00x(step time).bdf MSCNASTRAN_PartInsert_Pressure_Ori_*_EOF.bdf MSCNASTRAN_PartInsert_Pressure_Ori_*_EOP.bdf 其中 x
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04. 至Workbench 对 Workbench 接口的基本程序 •在 Moldex3D 中完成分析。 •在 Ansys Workbench 中用与模具分析相同的模型设置静态结构分析(Static Structural Analysis)。 •在 Workbench 中生成网格。用鼠标右键单击 Mesh 然后选择 GenerateMesh。 •选取 Static Structural 然后到 Tools 中选取 WriteInput File. •储存用来记录模型位置的网格文件,并将附档名由dat 改成 cdb. 回到Moldex3D Studio 并呼叫FEA Interface (FEA-I) 在进行以下流程: a.选择Workbench 作为应力分析(Stress)的求解器。 b.选择
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0二. Moldex3D FEA接口功能模块的使用步骤 3. 至ANSYS Solid 模型 用solid模型可以输出的文件类型: (1) 具成型塑件材料性质的原始/翘曲网格: ANSYS_ Part_Ori_*.ans/ ANSYS_Part_Wap_*.ans. (2) 原始/翘曲残留应力档案: 热残留应力: ANSYS_ Part_Ori_*_ThermalStress.ist/ ANSYS_Part_Wap_*_ThermalStress.ist. 流动残留应力: ANSYS_ Part_Ori_*_FlowStress.ist/ ANSYS_Part_Wap_*_FlowStress.ist. (3) 具成型塑件材料性质的原始/使用者定义网格档案: ANSYS_ Part_Map_*.ans/ ANSYS_Part_Map_*.ist. (4) 多材质模型在不同时间的压
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0FEA接口模块 二. Moldex3D FEA接口功能模块的使用步骤 1. 基本程序 从Moldex3D充填/保压/冷却/翘曲分析获得模拟结果之后,可以用FEA接口将结果输出至结构软件。 步骤1:单击FEA接口启动FEA接口选项。 步骤2:选择应力求解器(Stress Solver):ABAQUS/ANSYS/MSC.Nastran/LS-DYNA/MSC.Marc/NXNastran/Optistruct。 步骤3:选择元素种类(Element Type):线性元素 (Linear elements) 或高阶元素 (High order elements)。 步骤4:选择输出网格类型(Output mesh type):原始/变形/映射 (Original /Deformed / Mapped)。 步
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1Moldex3D CADdoctor 自动/手动几何修复 几何简化 (Geometry Simplification) CADdoctor 自动辨识及删除一些功能。用户可以轻松地优化数据去做 CAE 或 CAM。可简化的项目,如下图。 1.点击 PDQ 开启选单,并切换到简化模式 (Simplification Mode),如下图所示。 2.右击简化 (Simplification)项目,出现一个选单。选择 Modify Threshold,然后跳出一个窗口。更改在空白格中的值,来修改阈值 (threshold value),该程序会检测这个阀值。 3.一旦检测到该项目,可使用下面的功能列表来新增
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0Moldex3D CADdoctor 综述 Moldex3D CADdoctor能支持 3D-CAD 系统之间数据转换,输入 3D-CAD 档案,并检查在转译过程中产生的错误。利用自动修复 (automatic healing)功能,Moldex3D CADdoctor可修复大多数检测到的错误。如果自动修复之后,仍有错误,可利用 CADdoctor 中一整套的工具解决剩下的错误。以这种方法修复,即所谓的交互式修复(interactive healing)。修复后的模型,将转译导出至Moldex3D Designer,进行下一步骤。 启动 CADdoctor 1. 开启Moldex3DDesigner,选择 BLM mode ,然后输入
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0五. Moldex3D Mesh的建模 3. 实体BLM网格案例 (13)建立冷却系统与模座 1.画冷却系统与模座,或者汇入模座与冷却系统的 *.igs 檔。 2.选取此模座的表面,并单击 [NodeSeeding] 。 3.在快显对话框中将 [Initialmesh size] 设为 40 mm,并单击 [OK]。然后单击鼠标右键以确认目前作业。 4.选取模座几何,并单击 [CreateSurface Mesh] 。 在快显对话框中,选取 [Pure triangle],然后单击 [Generate] 来建立模座的表面网格。 5.选取所有模座的表面网格,然后单击 [组合] (Join) 。 6.选取模
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0五. Moldex3D Mesh的建模 3. 实体BLM网格案例 (11)建立塑件的 BLM 实体网格 1.显示并仅选取塑件的表面网格,请在 [CreateBoundary Layer Solid Mesh] 右键单击以建立塑件的 BLM 实体网格。 产生 BLM 实体网格后,系统会跳出「网格质量表格」。其显示实体元素质量的四个条件:展弦比(Aspect Ratio),歪斜率(Skewness),正交度(Orthogonality)和平滑度(Smoothness)。请确定上述的值都大于 0.3 (代表质量良好的元素)。如要修复值小于 0.3 的较差质量元素,您可以使用 [Auto Fix PoorElements
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0五. Moldex3D Mesh的建模 2. 实体Tetra网格案例 基本概念 (Basic Concept) 本章节范例说明实体模型 (纯tetra 网格) 的射出成型仿真之一般流程。内容包含将几何模型转换成网格模型的前处理、计算的分析设定,以及检视分析结果的后处理。整个制程的流程图显示如下。 汇入几何 启动 Rhinoceros,从目录:\[安装路径]\Samples\Solid\Injection\Gear\CADdata 中加载齿轮的 CAD 档案 (*.ltp)。 Rhinoceros 与 Moldex3D Mesh 中的图标若按鼠标左键或右键时,会有不同的功能。当鼠标光标停在
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014. 对象属性设定 (10)建构压缩区实体网格(Create Compression Zone Solid Mesh) 在压缩表面上建构压缩区实体网格。使用此功能前,必须先使用设定力的边界条件 (SolidModel Force BC Seeting) 功能完成压缩表面的边界条件设定。 1.在 Moldex3D Mech 工具栏中点击 Create Compression Zone Solid Mesh,或在指令行输入 _MDXCreateICMCZSolidMesh。 2.压缩区设定对话框便会出现。 3.在「Select meshes」提示时,选取要建构压缩区实体网格的表面网格物件。接着在对话框中输入数值,点击 OK 键来
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014. 对象属性设定 (7)设定边界条件 (SolidModel B.C. Setting) 在表面网格物件上设定边界条件,以进行进一步 Moldex3D Solid 分析。 1.在 Moldex3D Mech 工具栏中点击 Solid Model B.C. Setting ,或在指令行输入 _MDXBCSetting。 2.在「Selectmeshes」提示时,选取要设定边界条件的表面网格物件。选择后,点击 Enter 键。 3.B.C. 设定对话框便会出现。从下拉式清单选取 B.C. 类型并加以命名。点击 OK 来储存并结束指令。 下列列表显示由 Moldex3D-Mesh 所提供六种类型的边界条件。视拥
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014. 对象属性设定 (5) Shell 模型对称设定 (Shell Model Symmetry Setting) 可以使用这个指令设定 Moldex3D 中的对象对称条件。 1.在 Moldex3DMesh 工具栏中点击 Shell Model Symmetry Setting,或在指令行输入 _MDXSymmetrySetting。 2.在「Select onesymmetrical object (point or line element)」提示时,选取对称对象。若要设定对称点,请选取端点。若要设定对称线段元素,请选取线段。决定选取端点或线段作为对称参考。 3.若选择的是线段对象,则必须选取此线段对象的对称点。 4.可以在对
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014. 对象属性设定 (1)删除表面网格元素 (DeleteElements) 删除选取的元素。 1.在 Moldex3D Mesh 工具栏中点击 Delete Elements,或在指令行输入_MDXDeleteMeshFace。 2.在「Selectmeshes」提示时,选取要删除部分元素的网格物件。选择后,点击 Enter 键。 3.在「Pleaseselect face centers to delete faces」提示时,点击以选取要删除的元素,或是在窗口中选取元素内的点。按下 Enter 键,选取的元素会变成红色。重复此步骤直到完成选取元素。 4.会出现一个快显对话框,询问是否确定
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013. 选择工具 (5)显示所选的网格 (ShowSelected Mesh) 显示所选的网格物件并隐藏其他所有对象。 1.在 Moldex3D Mesh 工具栏中点击Show Selected Mesh,或在指令行输入 _MDXShowSelMesh。 2.在「选取网格」提示窗口上,选取要显示的网格,选择后,点击 [Enter] 键。所有对象将被隐藏,除了所选的网格物件以外。请注意,此功能仅适用于表面网格物件。 (6) 显示选取与其相邻的表面网格 (Show Selected and Neighbor Meshes) 显示所选的网格及其相邻网格,然后隐藏所有其他对象