CAE知识点总结

1、CAE知识点总结CAE作用：在模具加工前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、 保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品收缩和翘曲变形等情况， 以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。（或 者是它能够在产品设计阶段及开模之初，利用计算机对整个成型过程进行分析拟准确预测模具可 能出现的问题，并能够为设计者提供可靠地解决方案。）CAE的基本流程：前处理一一分析计算一一后处理注塑成型CAE的作用：优化塑料制品设计、优化塑料模具设计、优化注射工艺参数。热注塑成型过程：把塑料原料加入注射机料筒中，经过螺杆的旋转使塑料

2、向前输送，同时机筒 加热使其溶化成熔体，储存在注射机筒前端，当螺杆作为加压工具快速向前推进时，塑料熔体已 告压通过喷嘴注入磨具型腔中经过冷却、凝固后从磨具中脱出，成为塑料制品。热注塑成型过称分为以下阶段：（1）塑化阶段 （2）注射充模阶段（3）冷却凝固阶段 （4） 脱模阶段注塑成型工艺参数：（1）温度：机筒温度、喷嘴温度、模具温度；（2）压力：塑化压力、注射压力、保压压力；（3）时间（成型周期）：注射充模时间、保压时间、冷却时间、预塑时间以及其他辅助时间（开模、脱模、嵌件安放、闭模）。一般CAE软件的结构，分为几个模块？前处理模块-给实体建模与参数化建模，构件的布尔运算，单元自动剖分，节点自动

3、编号与节 点参数自动生成，载荷与材料参数直接输入有公式参数化导入，节点载荷自动生成，有限元模型 信息自动生成等。有限元分析模块-有限单元库，材料库及相关算法，约束处理算法，有限元系统组装模块，静 力、动力、振动、线性与非线性解法库。大型通用题的物理、力学和数学特征，分解成若干个子 问题，由不同的有限元分析子系统完成。一般有如下子系统：线性静力分析子系统、动力分析子 系统、振动模态分析子系统、热分析子系统等。后处理模块-有限元分析结果的数据平滑，各种物理量的加工与显示，针对工程或产品设计要 求的数据检验与工程规范校核，设计优化与模型修改等。mordflow的分析模块有：（1）气体辅助注射成型 （

4、2）热塑性塑料重叠注射成型 （3）注射-压缩成型（4）夹心注射成型（5）微孔发泡成型（6）反应注射成型（7）微芯片封装（8）覆晶封装（9）多料筒反应成型（10）树脂传递成型或结构反应注射成型。热塑性注射成型模块的功能：（1）浇口位置分析（2）填充分析 （3）流动分析（4）冷却分析 （5）翘曲变形分析（6）成型窗口分析 （7）实验设计法分析（8）流道平衡分析（9）纤维分析（10）收缩分析。MPA的主要功能：1、分析主流、分流道和浇口2、计算注塑周期、锁模力、注塑量 3、自动几何造型工具 4、自动基于互联网的分析报告生产。MPA与MPI的区别：MPA用于产品开发早期快速验证产品的制造可行性。MPI

5、用于注塑成型的深入分析和优化。MPI中模型网格划分的技术及特点：（1）中面模型分析技术，优点：技术简明、久经实际模拟验证、计算工作量小。缺点：在应用 中比较局限性。（2）双域模型分析技术，特点：可以直接分析三维实体CAD模型，省去了创建传统中面分析比较 费时的步骤，大大节省了模型准备时间，可以对每次零件设计迭代都进行分析，但存在分析数据 不完整，无法准确解决复杂问题以及缺乏真实感等情况。（3）三维实体分析技术，特点：不仅获得实体制品表面的流动数据，还获得实体内部的流动数据， 计算数据完整，三维实体流动模拟能准确的预测其充填行为；但三维实体分析模型量大，计算时 间过长。网格划分的质量检测指标有：

6、网格统计、纵横比诊断、重叠单元诊断、配向诊断、连通性诊断、 自由边诊断、厚度诊断等。其分别对模型分析的影响：网格统计的影响：若网格数太少，分析不精确，而网格数太多则又增加工作量，降低工作效率;纵横比的影响：合理的纵横比是分析得以进行的保证，太多的纵横比会影响分析的精确 度，甚至导致分析失败；重叠单元的影响：分析时不能有重叠单元；连通性的影响：连通性影响到分析数据的完整度，且连通数应只有1个，若出现断点、断层等 缺陷网格，就不能真实的分析出制品的性能；自由边的影响：分析时不应有自由边存在，自由边可能导致一些不确定的错误分析，必须消除; 总的来说，网格划分是否合理将直接影响到制品模型最终的分析结果

7、，而且低劣的网格质量会导 致整个分析失败。MPI分析的通用流程：新建工程项目一导入产品模型一划分网格一诊断并修复网格缺陷一选择分 析项目一选择分析材料一设定成型工艺参数一开始分析一分析结果判读一分析结果报告制作。MPI分析的类型：浇口位置分析、填充分析、流动分析、冷却分析、翘曲变形分析、成型窗口 分析、实验设计法分析、流道平衡分析、纤维分析、收缩分析等。MPI在选择分析类型时必须先做：新建工程项目一一导入产品模型一一划分网格一一诊断并修 复网格缺陷设置。制品的收缩缺陷指：塑料成型冷却后塑件体积缩小的缺陷现象。（或指注塑制品的尺寸精度 与表观质量，制品结构翘曲变形与内在质量缺陷。）收缩类型：模内

8、收缩和脱模后收缩影响制品收缩的主要因素：（1）产品的结构设计因素（2）模具设计因素（型腔尺寸的设计、浇口设计、模具冷却）（3）材料因素（材料的P-V-T特性、填充剂和增强剂、颜料）（4）加工工艺参数因素（熔体温度、注射速率与注射压力、保压压力和时间、模温） （5）环境因 素（湿度的影响、环境湿度的影响）制品收缩的分析流程：填充+保压+收缩、冷却+填充+保压+收缩、填充+冷却+填充+保压+收缩主要关注的结果：（1）收缩评价图主要通过红、黄、绿三色块图反映制品部分区域的收缩情况。（2）制品的体积收缩率一一通过云图的方式表达制品不同区域的体积收缩率，该可以准确反映制 品每一点的体积收缩率。（3）制品

9、顶出时的体积收缩率一一反映制品在顶出时的体积收缩率，制品在顶出时温度较高，而 且与工艺设置有关，故顶出时的体积收缩率图的数值较体积收缩率图为小。（4）平均线性收缩率一一是平流动方向的线性收缩率和垂直流动方向的线性收缩率平均值，说 明纤维对收缩率的影响。（5）缩痕系数一一反映制品表面不同位置在厚度方向的凹陷的情况，可以了解制品的表面质量。制品的翘曲缺陷指：注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状，它是塑料制品常见的质量缺陷 之一。翘曲类型：稳定类型和非稳定类型影响制品翘曲的主要因素：（1）材料因素（填料的影响、树脂的影响）（2）制品的结构设计 因素（壁厚设计、加强筋的设计） （3）模具设计因素（浇口位

10、置影响、浇口数目影响、冷却 系统设计的影响、顶出系统） （4）注射加工工艺条件制品收缩的分析流程：填充+保压+翘曲、冷却+填充+保压+翘曲、填充+冷却+填充+保压+翘曲、填充+保压+冷却+填充+保压+翘曲主要关注的结果：1）.对小变形分析的结果：通过翘曲云图来表示，并可通过日志窗口中Warp标签项了解最大和最 小翘曲形变的数值和节点；2）.大变形分析的结果：通过总翘图、XYZ方向的翘曲变形云图，并通过日志窗口中Warp标签项 了解最大和最小翘曲形变的数值和节点；3）.Buckling （压曲分析）的结果：可独立分析导致翘曲的三种原因（冷却差异、收缩差异、取 向效应导致翘曲）。对每一种导致翘曲的

11、因素同时提供XYZ三方向的翘曲云图，并通过日志窗口 中Warp标签项了解导致塑件翘曲变形的三个因素中的哪一个起关键作用。制品的熔接痕缺陷指：在熔融塑料填充模具型腔过程中，当两股或两股以上料流在相遇汇合 时，由于料流的前沿部分已经冷却，使得它们不能很好的熔合，便在汇合处产生缺陷和疤痕。 熔接痕类型：1.按熔接痕的截面贯穿深度分为：表面型、深入表面型、贯穿截面型2.按熔接 痕形成的过程分为：对接型、并和型、无规型3.按熔接痕形成的时间分为：早期和晚期 影响制品产生熔接痕的主要因素：1.材料的影响 2.成型工艺条件的影响3.制件结构的影 响 4.模具结构的影响制品熔接痕的分析流程：通过对注射过程的填

12、充分析，了解制品熔接痕产生的位置和数量，并 根据熔接痕处的温度以及熔接痕处的压力去判断熔接痕是否对制品的性能和表 面形成影响！（填充+熔接痕分析）主要关注的结果：制品熔接痕产生的位置分析：通过分析熔接痕产生的位置，可以对浇口位置进行调整，以改善熔接痕的质量。熔接缝处料流前沿温度；说明通过了解制品熔接缝处料流前沿温度可以判断熔接缝的好坏。3. 熔接缝处的压力；利用熔接缝的压力可以判断是否会形成熔接痕。制品的残余应力缺陷指：制品成型后而没有在成型过程中得到松弛的各种内 部应力之和。残余应力类型：流动取向应力、热应力、定出应力影响制品残余应力的主要因素：1.制品结构设计因素（圆角、壁厚、金属嵌件）模具设计因素（浇注系统、顶出机构）材料因素成型工艺因素（注射温度、定型压力、注射速率、模具温度、嵌件预热）制品残余应力的分析流程：余应力分析可通过流动分析中的结果模内第一主方向的残余应力和 模内第二主方向的残余应力来反映；同时还可以提供制品在不同位置沿厚度方向的残余应力分布 情况。（填充+保压+残余应力分析）主要关