Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы компьютерного моделирования процессов изготовления изделий из пластмасс литьем под давлением. Интерпретация результатов анализа. Учебное пособи
.pdf
Следует убедиться, что температура полимера ниже
температуры извлечения для данного материала в конце стадии
охлаждения и изделие может быть успешно извлечено из формы.
В некоторых случаях (при наличии утолщений в детали или
толстого литника), требуется чрезмерно долгое охлаждение. В таких
случаях может быть приемлемо использование более короткого цикла
и, соответственно, средняя температура оформляющей полости будет
несколько выше, чем заданная температура. В большинстве случаев
изделие можно извлекать с литниками застывшими на 50 %, а для
толстых изделий – на 80 %.
3.13 Средняя температура, холодный летник (Average
temperature, cold runner)
Результат отображает профиль средней температуры в
охлаждаемом литнике, рассчитанный в конце времени охлаждения,
включая время открытия формы (рис. 3.13).
Рис. 3.13. Средняя температура в охлажденном литнике в конце
стадии охлаждения с учетом времени раскрытия формы
111
Температура полимера на этой стадии должна быть не выше
температуры выталкивания. В некоторых случаях, когда литник имеет
большое сечение, это требование предполагает чрезмерно длинные
времена охлаждения. В таких случаях допустим более короткий цикл,
с условием, что застывший слой полимера обладает достаточной
прочностью, чтобы не допустить разбухания литника под действием
внутреннего давления.
В большинстве случаев изделие можно извлекать с литниками,
застывшими на 50 %, для толстых изделий – на 80%.
3.14 Процент застывшего слоя (верхний), оформляющая
полость (Percentage frozen layer (top) part)
Результат генерируется из Midplane и Fusion анализов
охлаждения, и показывает толщину застывшего слоя на верхней
стороне элемента. Этот результат представлен в процентах от всей
толщины элемента используется с «Percentage frozen layer (bottom)
part» для того, чтобы убедиться, что деталь охлаждается равномерно.
На рис. 3.14 верхний застывший слой имеет толщину 50 %
(нижняя толщина застывшего слоя составляет 20 %).
Рис. 3.14. Распределение застывших слоев по толщине изделия
В идеальном случае для достижения равномерного охлаждения
толщина застывшего слоя должна быть одинаковой, как для верхней,
так и для нижней поверхностей.
Величина толщины застывшего слоя, при которой можно будет
извлекать изделие, зависит от его жесткости и сопротивления
извлечению из пресс-формы (например, из-за особенностей отделки
формы или переуплотнения материала), а также дизайна и места
расположения толкателей системы удаления. Для MPI/Cool Fusion этот
112
результат может не иметь никакого значения для некоторых элементов в
случае, если на другой стороне детали не будет соответствующих
элементов. Так, элемент, обозначенный красным цветом на рис. 3.15, не
имеет соответствующего ему элемента на другой стороне детали.
Рис. 3.15. Охлаждение таврового изделия
Основная проблема, вызываемая неоднородным охлаждением – коробление. На рис. 3.16 показана форма, в которой нижний слой
охлаждается в первую очередь. При этом он сжимается и скользит под
верхним слоем, который все еще расплавлен. По мере того как
начинает застывать верхний слой, он тоже начинает сжиматься,
однако при этом верхний слой уже не может скользить по нижнему
слою. В результате возникают растягивающие напряжения, что может
привести к деформации детали.
Рис. 3.16. Коробление детали, вызванное неравномерным
охлаждением по толщине
Допустимая разница температур между верхней и нижней
сторонами элемента зависит от того, как легко изделие будет
деформироваться. Например, детали с ребрами могут быть менее
113
склонны к деформации. Геометрия детали является одним из
факторов, определяющих допустимую разницу температур между
верхней и нижней частями элемента.
3.15 Температурный профиль, оформляющая полость
(Temperature profile, part).
Результат генерируется в конце Midplane и Fusion анализа
охлаждения и отображает распределение температуры от верхней к
нижней стороне каждого элемента модели. Этот результат может быть
использован в сочетании с «Frozen layer fraction» результатом.
Для этого результата возможно создание собственного графика
в виде XY-зависимости – «XY plot» (Results – Create – New – Plot–
Temperature profile – part – XY plot).
После отображения графика необходимо нажать курсором на
выбираемый элемент, для которого будет рисоваться кривая,
отображающая изменение температуры в зависимости от
нормированной толщины детали: ось Х показывает нормированную
толщину («–1» представляет нижнюю, «+1» соответствует верхней
части элемента), ось ординат представляет температуру изделия.
Минимизация разности температур между верхней и нижней
сторонами будет означать минимизацию деформации изделия.
3.16 Температурный профиль, холодный летник (Temperature
profile, cold runner)
Результат генерируется в конце Midplane и Fusion анализа
охлаждения, и показывает профиль температуры от центра литника к
его поверхности (рис. 3.17).
Для этого результата возможно создание собственного графика
в виде XY-зависимости – «XY plot» (Results – Create – New – Plot –
Temperature profile, – cold runner – XY–plot). Вдоль оси X
откладывается нормированная толщина («0» соответствует центру и
–1 / +1 соответствуют поверхности литника). Ось ординат
представляет температуру изделия. После отображения графика
необходимо нажать курсором на выбираемый элемент, для которого
будет рисоваться кривая отображающая изменение температуры в
зависимости от нормированной толщины детали.
114
Рис. 3.17. Температурный профиль, холодный летник
Чтобы минимизировать деформацию, необходимо минимизировать разность температур между верхней и нижней поверхностями
литника, то есть зависимость должна иметь вид прямой линии.
3.17 Давление в контуре (Circuit pressure)
Результат генерируется анализом охлаждения и показывает
распределение давления хладагента в контуре системы охлаждения,
усредненное по циклу литья (рис. 3.18).
Рис. 3.18. Распределение давления хладагента в контуре
системы охлаждения
115
Давление внутри контура системы охлаждения должно
равномерно увеличиваться от давления на входе до давления на
выходе. Большие перепады давления в контурах системы охлаждения
будут симптомами проблемы с охлаждением, в том числе :
- размеры воздуховода (барботера) слишком малы;
- размеры перегородки слишком малы.
Если вы имеете несколько параллельных контуров системы охлаждения, данный результат может быть использован для определения
направления потока течения охлаждающей жидкости. Давление будет
высоким на входе, и наименьшем на выходе из системы охлаждения.
Примечание. Этот результат не учитывает потери давления из-за внешних линий охлаждения, соединительных деталей и т.д.
При рассмотрении этого результата необходимо убедиться, что
перепад давления во всех контурах системы охлаждения меньше, чем
может обеспечить используемый насос охлаждаемой жидкости.
3.18 Эффективности отвода тепла контуром (Circuit heat
removal efficiency).
Данный результат показывает эффективность теплообмена
каждого охлаждающего элемента в системе охлаждения во время
цикла литья. Эффективность является безразмерной величиной, и
показывает относительную эффективность теплообмена в системе
охлаждения, при этом элементам с наивысшей эффективностью
присваивается значение 1, а остальным – отношение их
эффективности к наибольшей эффективности (рис. 3.19).
Рис. 3.19. Эффективность отвода тепла в системе охлаждения
116
Эффективность теплообмена повышается при следующих
условиях:
- минимальном расстоянии от канала до оформляющей
полости;
- высоких значениях числа Рейнольдса в охлаждающем канале;
- большой разнице между температурой охлаждающей жид-
кости и температурой границы охлаждающий канал–металл формы.
Результат помогает определить, какие охлаждающие каналы
отводят больше тепла. Каналы с эффективностью отвода тепла,
близкой к нулю, не участвуют в охлаждении. Если эти каналы
расположены в области, где нет тепловой нагрузки, то такие каналы
могут быть удалены полностью. Если они находятся в области, где
существуют значительные тепловой нагрузки, необходимо принять
меры по повышению эффективности таких каналов: изменить дизайн
системы охлаждения для перемещения каналов ближе к детали или
ввести перегородки и/или изменить такие параметры, как скорость
потока хладагента или температура охлаждающей жидкости на входе.
4 БАЗА ДАННЫХ MOLDFLOW
По умолчанию в созданном новом задании (study tusks)
отображается полимер Generic PP Generic Default, по свойствам
соответствующий некой усредненной марке полипропилена.
Для выбора конкретной марки полимера при проведении анализа имеется база данных термопластов и реактопластов, включающая
более 8000 марок. Состав и основные инструменты, с помощью
которых осуществляется работа с базой данных, рассмотрены ниже.
Выбор материала осуществляется с помощью диалогового окна
Selec Material (Выбор материала). С его помощью можно выбрать
материал (термопласт или термореактопласт) в зависимости от
планируемого процесса формования (рис. 4.1).
Чтобы получить доступ к диалоговому окну, надо выбрать в
главном меню Analysis–Select Material (Анализ–Выберите материал).
Другой вариант – на строке, начинающейся с иконки в панели
Study Tasks – нажать правую кнопку мыши и в появившемся
контекстном окошке выбрать Select Material… или просто сделать
двойной щелчок мыши на строке с иконкой .
117
.
Рис. 4.1. Диалоговое окно для выбора материала
Данное диалоговое окно может быть использовано как для
выбора, так и для просмотра свойств материала, их распечатки,
экспорта в другие системы анализа (кнопки Report…, Details…), а
также для сохранения выбранного критерия поиска материала в
данной базе данных.
В появившемся окне SelectMaterial отображаются следующие
поля:
- Commonly used material (Часто используемый материал) –
сюда заносятся часто используемые полимеры, их можно будет
быстро выбрать для нового исследования;
- Specific material (Новый, специфический материал) – выбор
полимера из базы данных с использованием полей выбора:
Manufacturer (Фирма-производитель) и Trade name (Торговая
марка).
Кнопка Add material to commonly used list after selection
позволяет добавлять материал к часто используемым после выбора.
При ее активации выбранный материал добавится в окошко поля
Commonly used material.
Кроме того, имеется кнопка Search… (Искать) на рис. 4.2, при
нажатии на которую открывается окошко запроса по критериям
поиска в базе данных Search Criteria (Критерий запроса). В этом окне
имеются следующие поля:
118
- Search Criteria (Критерий запроса) – строка, где размешается
критерий запроса (здесь также присутствуют кнопки, позволяющие
записать созданный критерий, загрузить ранее сохраненный критерий
запроса, удалить и установить критерий запроса, заданный по
умолчанию);
- Search Fields (Поля запроса) – в этом окошке можно выбрать
интересующие поля запроса из присутствующего здесь списка свойств
(рис. 4.3).
Рис. 4.2. Окно запроса по критериям поиска
Рис. 4.3. Окно полей запроса
119
Список полей запроса создан на основе свойств материалов,
хранящихся в базе данных. При выборе того или иного свойства в
правой части окна отображаются поля значений этого свойства,
которые должны быть заполнены значениями соответствующего
запроса. Если интересует свойство материала, которого нет в
отображаемом списке, но оно присутствует в базе данных, следует
нажать кнопку Add и в открывшемся окошке выбрать нужное
свойство и добавить к списку в поле запроса.
Например, можно выбрать все полимеры, чья family
abbreviation (Аббревиатура семейства) включает TP и melt mass–flow
rate (MFR):Measured MFR (Показатель текучести расплава)
находится в пределах 10–15 g/10 min. После создания критерия
запроса с помощью соответствующих кнопок, также можно сохранить
его и открыть, когда возникнет необходимость выполнить подобный
запрос в другом проекте. После выполнения запроса отображается
окно Select Thermoplastics material (Выберите термопластичный
материал) – рис. 4.4.
Рис. 4.4. Окно выбора термопластичного материала
В этом окне отображаются следующие поля:
- Database (База данных) – отображает название базы данных,
которая в данный момент используется; справа от этого поля есть кнопка Open, с помощью которой можно открыть другую базу данных;
- таблица, отображающая соответствующие выполненному
запросу материалы и их свойства, в которой по умолчанию заданы
следующие поля свойств:
- номер по порядку;
- Manufacturer (Фирма-производитель);
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]