【CAE軟件】吹塑工藝及Ansys PolyFlow軟件仿真

2017-02-13 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

什么是吹塑,什么是擠出吹塑工藝,請看這個視頻:

吹塑的計算機仿真方案:

這種工藝過程可以通過ansys PolyFlow來進行仿真。

一.POLYFLOW簡介

POLYFLOW是采用有限元法的CFD軟件,專用于粘彈性材料的流動模擬。

它適用于塑料、樹脂等高分子材料的擠出成型、吹塑成型、拉絲、層流混合、涂層過程中的流動及傳熱和化學(xué)反應(yīng)問題;另外,也可用于模擬聚合物問題的流動方面。

POLYFLOW軟件于1982年由比利時的Louvain大學(xué)開發(fā),1988年P(guān)OLYFLOW公司成立,1997年該公司被世界著名的流體分析軟件公司FLUENT公司收購,而FLUENT被ANSYS收購,因此其集成在FLUENT中,目前最新版本是15.0版本。

二.POLYFLOW的模塊

POLYFLOW的前處理模塊GAMBIT是目前CFD分析中最好的前置處理器,它包括先進的幾何建模和網(wǎng)格劃分方法。借助功能靈活、有完全集成和易于操作的界面,GAMBIT可以顯著減少CFD應(yīng)用中的前置處理時間。

復(fù)雜的模型可直接用GAMBIT固有幾何模塊生成。高度自動化的網(wǎng)格生成工具保證了最佳的網(wǎng)格生成,如結(jié)構(gòu)化的、非結(jié)構(gòu)化的、多塊的或混合網(wǎng)格。

其后處理模塊FIELDVIEW功能強大,可以直觀地得到壓力分布、速度分布、黏度分布和剪切速率分布等可視化的結(jié)果。圖1為后處理模塊顯示的可視化結(jié)果。

圖1 后處理模塊顯示的可視化結(jié)果

三.POLYFLOW軟件特點

(1)主要包括幾個模塊:POLYFLOW、POLYDATA、POLYSTAT,它們由一個主控程序POLYMAN來執(zhí)行。

(2)具有多種多樣的粘性模型、內(nèi)容豐富的粘彈性材料庫,這個數(shù)據(jù)庫每年都在不斷地進行更新。

(3)在模擬復(fù)雜的流變特性流體或者粘彈性流體的時候,主要具有三種模型:廣義牛頓模型、屈服應(yīng)力模型和粘彈性模型(擁有多種可擴展的特性)。

(4)所采用的變形網(wǎng)格、接觸算法、以及網(wǎng)格重疊技術(shù),保證了計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(5)與GAMBIT、IDEAE、PATPAN都有數(shù)據(jù)接口,可以使用它們生成的網(wǎng)格,并且POLYFLOW內(nèi)部嵌套GAMBIT軟件,支持多種類型的網(wǎng)格,如四面體、五面體、六面體、三角形、四邊形、組合網(wǎng)格等。

(6)吹塑過程中的殼體模型大大減少了工程師的工作量,只需要通過簡單地設(shè)定、計算,就可以得到吹塑后各個部位的厚度、剪切應(yīng)力、溫度等在吹塑過程中的重要指標(biāo)參數(shù)。圖2為Polyflow吹塑模擬分析過程。

(a)材料分布(左),頂部加載應(yīng)力分布(中),五加侖吹塑成型水冷瓶(右)

(b)殼單元來模擬注-拉伸-吹模擬瓶子成型

圖2 Polyflow吹塑模擬分析過程

(7)在計算擠出過程中的材料混合問題時,使用自由面的方法,多種自由面類型為模擬多種類型的擠出混合問題建立了良好的基礎(chǔ)。圖3為多層共擠模擬分析過程。

圖3 多層共擠模擬分析過程

(8)可以用來模擬玻璃熔爐中的電加熱問題,并且可以將過程中的導(dǎo)電率定義為溫度的函數(shù)。

最后講講polyflow與moldflow有何不同

moldflow專攻注塑模具的分析,而polyflow專攻吹塑成型、擠出成型等模具成型的CAE分析,所以他們的功能是不一樣的。

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