【CAE软件】吹塑工艺及Ansys PolyFlow软件仿真

2017-02-13 by:CAE仿真在线来源:互联网

什么是吹塑,什么是挤出吹塑工艺,请看这个视频:

吹塑的计算机仿真方案:

这种工艺过程可以通过ansys PolyFlow来进行仿真。

一.POLYFLOW简介

POLYFLOW是采用有限元法的CFD软件,专用于粘弹性材料的流动模拟。

它适用于塑料、树脂等高分子材料的挤出成型、吹塑成型、拉丝、层流混合、涂层过程中的流动及传热和化学反应问题;另外,也可用于模拟聚合物问题的流动方面。

POLYFLOW软件于1982年由比利时的Louvain大学开发,1988年POLYFLOW公司成立,1997年该公司被世界著名的流体分析软件公司FLUENT公司收购,而FLUENT被ANSYS收购,因此其集成在FLUENT中,目前最新版本是15.0版本。

二.POLYFLOW的模块

POLYFLOW的前处理模块GAMBIT是目前CFD分析中最好的前置处理器,它包括先进的几何建模和网格划分方法。借助功能灵活、有完全集成和易于操作的界面,GAMBIT可以显著减少CFD应用中的前置处理时间。

复杂的模型可直接用GAMBIT固有几何模块生成。高度自动化的网格生成工具保证了最佳的网格生成,如结构化的、非结构化的、多块的或混合网格。

其后处理模块FIELDVIEW功能强大,可以直观地得到压力分布、速度分布、黏度分布和剪切速率分布等可视化的结果。图1为后处理模块显示的可视化结果。

图1 后处理模块显示的可视化结果

三.POLYFLOW软件特点

(1)主要包括几个模块:POLYFLOW、POLYDATA、POLYSTAT,它们由一个主控程序POLYMAN来执行。

(2)具有多种多样的粘性模型、内容丰富的粘弹性材料库,这个数据库每年都在不断地进行更新。

(3)在模拟复杂的流变特性流体或者粘弹性流体的时候,主要具有三种模型:广义牛顿模型、屈服应力模型和粘弹性模型(拥有多种可扩展的特性)。

(4)所采用的变形网格、接触算法、以及网格重叠技术,保证了计算结果的准确性。

(5)与GAMBIT、IDEAE、PATPAN都有数据接口,可以使用它们生成的网格,并且POLYFLOW内部嵌套GAMBIT软件,支持多种类型的网格,如四面体、五面体、六面体、三角形、四边形、组合网格等。

(6)吹塑过程中的壳体模型大大减少了工程师的工作量,只需要通过简单地设定、计算,就可以得到吹塑后各个部位的厚度、剪切应力、温度等在吹塑过程中的重要指标参数。图2为Polyflow吹塑模拟分析过程。

(a)材料分布(左),顶部加载应力分布(中),五加仑吹塑成型水冷瓶(右)

(b)壳单元来模拟注-拉伸-吹模拟瓶子成型

图2 Polyflow吹塑模拟分析过程

(7)在计算挤出过程中的材料混合问题时,使用自由面的方法,多种自由面类型为模拟多种类型的挤出混合问题建立了良好的基础。图3为多层共挤模拟分析过程。

图3 多层共挤模拟分析过程

(8)可以用来模拟玻璃熔炉中的电加热问题,并且可以将过程中的导电率定义为温度的函数。

最后讲讲polyflow与moldflow有何不同

moldflow专攻注塑模具的分析,而polyflow专攻吹塑成型、挤出成型等模具成型的CAE分析,所以他们的功能是不一样的。

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