Moldflow模流分析基礎教程 課件 第10章

第10章

翹曲分析10.1翹曲分析概述

翹曲的根本原因是塑料制品中存在的收縮差異，控制收縮差異就可以控制翹曲量。收縮差異的產(chǎn)生原因可以分為三類：（1）厚度方向上的收縮差異。（2）區(qū)域收縮差異。（3）材料取向方向上的收縮差異。影響收縮差異并產(chǎn)生翹曲的因素有很多，主要分為制件結(jié)構(gòu)、模具設計、成型條件和材料屬性四個方面的因素。Moldflow的翹曲分析可以模擬預測塑料制品成型過程中發(fā)生翹曲變形的情況，分離翹曲原因，從而方便用戶優(yōu)化制品設計、模具設計和工藝參數(shù)設置，以獲得平整的高質(zhì)量制品。10.2翹曲分析方法翹曲分析的目的是預測制品成型后的翹曲程度，分析翹曲原因。在Moldflow2021中有以下3種包含翹曲分析的分析序列可供選擇：①冷卻+填充+保壓+翹曲；②填充+冷卻+填充+保壓+翹曲；③填充+保壓+冷卻+填充+保壓+翹曲。分析序列①假設在第一次迭代計算時整個制品處于熔體高溫狀態(tài)并瞬時充滿型腔；分析序列②和分析序列③假設第一次迭代計算時整個模具溫度為某一常數(shù)。通常在初始條件中，假設塑料熔體溫度是均勻的比假設模具溫度是均勻的所做出的翹曲變形預測更準確。因此首選分析序列是“冷卻+填充+保壓+翹曲”。10.2.1翹曲分析流程（1）分析前處理，包括準備網(wǎng)格模型、設定材料、設置澆口位置和成型工藝參數(shù)等。（2）完成填充分析、冷卻分析和保壓分析。填充、冷卻和保壓條件都會影響制品成型后的翹曲量，因此需要在翹曲分析前進行。（3）設置翹曲分析參數(shù)，進行翹曲分析，判斷制品的翹曲量是否滿足要求。（4）根據(jù)分析結(jié)果，找出影響翹曲量的主要原因，制定降低翹曲量的優(yōu)化策略，并相應地進行填充、冷卻、保壓和翹曲分析。直至保壓結(jié)果滿足翹曲量要求，翹曲分析結(jié)束10.2.2翹曲分析參數(shù)的設置在翹曲分析中考慮模具熱膨脹對制品翹曲的影響根據(jù)冷卻不均、收縮不均和取向效應三個因素輸出翹曲結(jié)果翹曲分析將計算并考慮由平面內(nèi)收縮和厚度收縮之間的差異引起的收縮不均；僅對轉(zhuǎn)角的深度達壁厚5倍以上的箱狀制品，勾選該復選框?！纠?0-1】翹曲分析實例1）打開工程，復制并打開方案。雙擊打開第10章/源文件/covering/covering.mpi，復制方案“coveringcooling5”，重命名為“coveringwarp1”。2）設置分析序列為“冷卻+填充+保壓+翹曲”。3）進行工藝設置。4）運行分析。5）保存工程。10.3翹曲分析的結(jié)果評估通常Z方向上的變形被視為翹曲，X方向和Y方向上的變形被視為收縮。所以查看翹曲量時，應重點查看Z方向上的變形量。10.4翹曲分析的優(yōu)化方法（1）冷卻不均。若冷卻不均是造成制品翹曲的主因，則需改善冷卻系統(tǒng)設計，尤其是型芯側(cè)轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)的冷卻條件。（2）收縮不均。若收縮不均是造成制品翹曲的主因，通常需要采取措施減小制品的局部收縮量差異。（3）取向效應。取向效應之所以影響制品的變形量是因為材料在取向方向的平行方向與垂直方向上的收縮存在差異。若取向效應是造成制品翹曲的主因，通常需要改變澆口位置，減小模具溫度變化或調(diào)整保壓曲線，以得到對稱均勻的充填模式。（4）角效應。角效應產(chǎn)生的原因是平面內(nèi)收縮與厚度收縮之間的差異。通常通過減小制品內(nèi)的體積收縮減小角效應。優(yōu)化模具設計和工藝參數(shù)，對減小取向效應和角效應造成的翹曲作用不大，可能需要適度調(diào)整制品結(jié)構(gòu)?！纠?0-2】翹曲優(yōu)化實例1）打開工程，復制并打開方案。打開【例10-1】所保存的工程文件并雙擊打開。復制方案“coveringwarp1”，并重命名為“coveringwarp2”。根據(jù)翹曲分析結(jié)果，引起制品翹曲的主要原因是收縮不均，在不改變制品壁厚的前提下，常用措施是優(yōu)化保壓曲線，減小制品沿流動路徑方向的體積收縮變化。2）優(yōu)化保壓曲線。3）運行分析。4）查看分析結(jié)果。10.5翹曲分析綜合實例采用一模兩腔設計，已完成澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)建模，進行了成型窗口分析、填充分析、冷卻分析和保壓分析，要求進行翹曲分析，分離翹曲變形原因，并分析改善方案10.5翹曲分析綜合實例步驟1

打開工程。在第10章/源文件/sidecover下找到名為sidecover.mpi的工程文件并雙擊打開。步驟2

翹曲分析。a）復制方案“sidecover-packing”，重命名為“sidecover-warp1”，雙擊打開。b）設置分析序列為“冷卻+填充+保壓+翹曲c）確定關(guān)鍵時間點。以發(fā)生體積/壓力轉(zhuǎn)換的時刻約0.7s為恒壓開始時間；根據(jù)填充末端處的壓力曲線，檢查得壓力峰值時刻與歸零時刻分別約為1.6s和3s，計算得其中間值為2.3s，以此作為恒壓結(jié)束時間；根據(jù)凍結(jié)層因子結(jié)果，得澆口凍結(jié)時間約為20s，以此作為保壓結(jié)束時間。d）確定恒壓段和衰減段的持續(xù)時間。恒壓結(jié)束時間和恒壓開始時間分別為2.3s和0.7s，因此恒壓段持續(xù)時間為1.6s。保壓結(jié)束時間、體積/壓力轉(zhuǎn)換的時間和恒壓段持續(xù)時間分別為20s、0.7s和1.6s，因此衰減段持續(xù)時間為20s-0.7s-1.6s=17.7s。e）查找保壓分析的分析日志，獲得保壓壓力為21.9MPa，因此設定恒壓壓力為22MPa。10.5翹曲分析綜合實例f)工藝設置g）運行分析。雙擊方案任務窗口中的“分析”選項即可運行分析。h）保存方案。10.5翹曲分析綜合實例步驟3

翹曲分析結(jié)果評價。所有效應引起的變形量約為0.07～2.05mm，差值約為1.98mm；收縮不均是引起翹曲變形的主要原因；冷卻不均和取向效應對翹曲變形的影響較小。10.5翹曲分析綜合實例勾選“變形：收縮不均：Z方向”結(jié)果，模型顯示窗口顯示如圖。圖例欄顯示變形量為-1.081～1.655mm，翹曲量為2.7mm。10.5翹曲分析綜合實例步驟4

第一次翹曲優(yōu)化。a）復制并打開方案。復制方案“sidecover-warp1”，重命名為“sidecover-warp2”，雙擊進入。根據(jù)翹曲分析結(jié)果，引起制品翹曲的主要原因是收縮不均?，F(xiàn)通過優(yōu)化保壓曲線，減小制品沿流動路徑方向的體積收縮差異，以減小因收縮引起的翹曲。b）優(yōu)化保壓曲線，將恒壓段的持續(xù)時間延長至4.6s，相應地，衰減段時長變?yōu)?4.7s。c）運行分析。10.5翹曲分析綜合實例步驟5

第二次翹曲優(yōu)化。a）復制方案“sidecover-warp2”，重命名為“sidecover-warp3”，雙擊進入。根據(jù)第一次翹曲優(yōu)化的分析結(jié)果，可進一步增大恒壓時間和保壓壓力。b）優(yōu)化保壓曲線，將恒壓段的持續(xù)時間延長為6.6s，相應地，衰減段時長變?yōu)?2.7s，恒壓段保壓壓力增大為25MPa。c）運行分析。10.5翹曲分析綜合實例d）查看分析結(jié)果。保壓曲線優(yōu)化后，所有效應引起的總變形量約為0.10～1.53mm，差值約為1.43mm，比優(yōu)化前的1.77mm減小。因收縮不均引起的總變形量約為0.10～1.52mm，差值約為1.42mm，比優(yōu)化前的1.77mm減小。Z方向上因收縮不均引起的變形量約為-0.84～1.14mm，翹曲量約為1.98mm，比優(yōu)化前2.39mm的翹曲量相比有一定改善。注塑成型后，制品在四角有一定程度的翹曲，翹曲量是否滿足要求需視客戶要求而定。e）保存方案。10.6本章小結(jié)

翹曲是塑料