塑料托盤流動平衡有限元網(wǎng)格前處理
1)大型多筋板塑料薄壁托盤有限元網(wǎng)格劃分注意點
大型多筋板塑料薄壁托盤的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，壁厚不均勻，因此在有限元網(wǎng)格 劃分時必須要注意下列因素：
(1) 由于托盤的壁厚不均勻，且壁厚達3mm以上，必須考慮流體垂直于壁 面的流動，不適宜采用中性面的網(wǎng)格，因此對該托盤采用Fusion網(wǎng)格進行處理。 Fusion網(wǎng)格也是…種面網(wǎng)格，其上下表面三角形網(wǎng)格的節(jié)點高度匹配，這種網(wǎng)格
劃分既能準(zhǔn)確模擬出熔融塑料沿表面切線方向的流動狀態(tài)，同時也能準(zhǔn)確反映其 沿垂直于塑料表面方向的流動情況。這種劃分方法其計算速度大大優(yōu)于四面體網(wǎng) 格。
（2） 由于該托盤的尺寸比較大，從計算效率考慮，網(wǎng)格單元邊長不能過小， 否則會導(dǎo)致模型的網(wǎng)格數(shù)過大而出現(xiàn)的運算時間過長甚至直接出現(xiàn)死機的情況， 在雙面網(wǎng)格劃分時，又必須兼顧網(wǎng)格節(jié)點的匹配率，至少要保證匹配率不低于 90%,這給網(wǎng)格處理帶來了一些困難。
（3） 從外觀形狀看，該托盤的形狀呈左右及中間對稱狀，在網(wǎng)格劃分時可利 用這一特點，取其中四分之一單元，可以節(jié)省前處理的時間。
（4） 由于模型比較大，網(wǎng)格量太多，為了加快分析效率，對模型只做四分之 一分析，將網(wǎng)格的occurrence number設(shè)置為4 （如圖4-2）,因此分析效果與模型 整體分析效果相當(dāng)。
Fart Surface Properties [Mold Proper Um
Thi
Fusion Type
[kut o- de term ' "闌
Occurrance numb«|4  j [1:256]
Pl Exclude from claitp force calculation
XaAe fusion Part Surface 2^1 3.18mm
□蝴ly to entities that share this property
圖4-2網(wǎng)格劃分設(shè)置
2）網(wǎng)格劃分進程
（1） 在不影響分析結(jié)果的前提下，將托盤進行有效的簡化，去除對分析影響 較弱的小孔、小圓角、小的側(cè)凹及凸起結(jié)構(gòu)，并將整體簡化為四分之一的模型。
（2） 將簡化后的托盤.prt格式文件導(dǎo)入到Moldflow Cad Doctor系統(tǒng)，首先進 行文件的轉(zhuǎn)換，將文件轉(zhuǎn)化為.udm格式的文件，再轉(zhuǎn)入到Moldflow Plastics Insight
（注塑專家系統(tǒng)），進行最后的網(wǎng)格劃分。在Cad Doctor系統(tǒng)中改進后的模型，對 于不合格的面會進行自動修復(fù)，因此，導(dǎo)出文件質(zhì)量較好。由于網(wǎng)格質(zhì)量直接關(guān) 系到分析結(jié)果的可靠性，因此網(wǎng)格的前處理工作非常重要。在網(wǎng)格劃分上網(wǎng)格數(shù) 量大小與雙面網(wǎng)格匹配率是互相矛盾的，因此在確定網(wǎng)格劃分的邊長數(shù)時必須經(jīng) 過多次試驗，才能最終確定合適的邊長。本研究經(jīng)過8次試驗之后，最終確定邊 長為10mm,這樣最終的三角形網(wǎng)格數(shù)量為43551個，同時又使匹配率達到了 95%. 這個網(wǎng)格數(shù)量在家用PC機上運算比較正常，整個計算過程控制在8個小時以內(nèi)。
(3)對網(wǎng)格進行修正
劃分后的網(wǎng)格質(zhì)量基本都有所缺陷，尤其在縱橫比、網(wǎng)格自由邊方面。這方 面的工作量比較大，要求必須消除網(wǎng)格自由邊，總體縱橫比保持在10以下，經(jīng)過 網(wǎng)格修補完畢后完整的塑料托盤網(wǎng)格劃分，如圖4-3所示。
 
Beale (500 mm)
圖4.3托盤四分之一•模型的網(wǎng)格劃分
 
3) 有限元面網(wǎng)格質(zhì)量檢測
三角形網(wǎng)格質(zhì)量檢測主要針對三角形網(wǎng)格自由邊、縱橫比診斷等方面進行檢 測。
(1) 自由邊檢測
由于本研究中有限網(wǎng)格屬T- Fusion面網(wǎng)格，不允許存在任何的自由邊(自由 邊即不與其它三角形網(wǎng)格公用的邊)，因此在分析之前必須對網(wǎng)格進行總體的自 由邊檢測。對存在自由邊的地方予以修整，托盤網(wǎng)格經(jīng)過修整后不存在自由邊。
(2) 縱橫比檢測
運用Moldflow軟件中的Mesh(網(wǎng)格劃分)工具欄中的縱橫比診斷工具(Aspect Ratio Diagnostic)對托盤網(wǎng)格進行縱橫比檢測?？v橫比是指三角形網(wǎng)格單元長短邊 的比值，比值過大，模擬運算結(jié)果容易失真。結(jié)果顯示，該托盤的網(wǎng)格縱橫比基 本保持在10以內(nèi)，極少數(shù)超過的最大值也只有12.87,這個劃分結(jié)果表明托盤網(wǎng) 格的縱橫比基本在合理的范圍之內(nèi)。