Для криволинейных поверхностей, обычно встречающихся на полимерных армированных композитных изделиях, требуются сложные конструкции слоев. Поэтому перед моделированием процесса литья под давлением (RTM) соответствующая сплошная сетка должна быть установлена в соответствии с настройкой слоя дизайна продукта. Создание сетки для сложной слоистой поверхности чрезвычайно сложно, поэтому пользователи должны тратить много времени на предварительную обработку сетки. В противном случае на точность могут повлиять результаты моделирования и, следовательно, следующие интерпретации результатов.

Ранее пользователям приходилось тратить больше времени на предварительную обработку сетки Moldex3D для RTM. Кроме того, твердая сетка должна была быть перестроена с самого начала даже для незначительных изменений в конструкции бегуна. Кроме того, в некоторых случаях моделирования возникают проблемы, приводящие к нарушению фронта расплава и аномальному внутреннему давлению, превышающему входное давление. Чтобы преодолеть эти проблемы, Moldex3D 2021 Solver поддерживает анализ с несоответствующей сеткой. Между тем, возможности расчета решателя были расширены для устранения проблем с фронтом расплава и давлением и получения лучших результатов анализа.

Когда решатель не поддерживает несогласованные сетки, как показано на рис. 1 (a), полностью согласованная сплошная сетка должна быть сгенерирована сначала во время предварительной обработки проекта RTM, t, как показано на рис. 1 (b). Поэтому пользователь должен проверить, полностью ли совпадают сетки, и исправить соответствующие проблемы с сеткой перед запуском анализа. Решатель Modex3D 2021 RTM теперь поддерживает анализ несогласованной сетки, поэтому узлы на интерфейсе сплошной сетки не нужно полностью сопоставлять друг с другом для анализа, сокращая много времени и усилий, затрачиваемых на фиксацию сплошной сетки.

Рабочий процесс создания несоответствующей сетки такой же, как и для соответствующей сетки. Если пользователи хотят оценить изменения конструкции слоя и бегуна, им нужно только частично отрегулировать сетку вместо удаления и восстановления всей сетки.

Рис. 1 (а) соответствующая сетка; (б) несоответствующая сетка

В следующем случае проверки сравниваются результаты моделирования несоответствующей и совпадающей сетки. Модель в этом случае построена с помощью прибора для измерения проницаемости Easyperm. Прибор показан как снаружи, так и внутри на рис. 2 (a)(b). Геометрическая модель,созданная на основе полости, показана на рис. 2(c), а SNX1, SNX2, SNY1 и SNY2-это положения датчиков давления внутри формы. Несогласованная сетка и результаты моделирования показаны на рис. 3 и рис. 4. В сводке результатов рис. 4, NM simu и M simu упоминаются в результатах моделирования несоответствующей и соответствующей сетки соответственно. Согласно сравнению результатов изменения давления точек датчика с течением времени, несогласованная сетка и соответствующая сетка имеют результаты моделирования в хорошем согласии друг с другом. как видно из рис. 3 (c) (d), максимальная погрешность результатов времени фронта расплава составляет около 4%, а вектор скорости и распределение поля давления являются непрерывными на границе раздела внутри несогласованных сеток. Благодаря этой проверке случая можно увидеть, что модель сетки больше не нуждается в полном совпадении, и результаты моделирования все еще могут быть согласованы с результатами, полученными с полностью совпадающей сеткой.

Рис. 2 (a) Easyperm; (b) Используйте Easyperm для измерения внутренней части формы; (c) Геометрия модели и положение точек датчика давления внутри формы

Рис. 3 (а) Модель сетки в случае валидации, (б) несогласованная сетка, (в) вектор скорости, (г) Распределение давления

Рис. 4 Изменение давления в точках датчика и разница во времени фронта расплава

Во втором случае проверки несоответствующая сетка используется для проверки различий в результатах из-за изменений положения и количества бегуна. Рис. 5 показывает модель, расположенную с одним бегуном (a) и двумя бегунами (b), и можно увидеть разницу результатов во времени потока (c) и времени фронта расплава (d).

Рис. 5 (a) Сетка с одним бегуном, (b) сетка с двумя бегунами; (c) результаты времени фронта расплава для случая размещения одного бегуна, (d) результаты времени фронта расплава для случая размещения двух бегунов

В некоторых более ранних случаях моделирования RTM в результатах мог возникнуть сломанный фронт расплава. Решатель RTM Moldex3D 2021 теперь улучшен для расчета фронта расплава и может получить лучшие результаты моделирования. На рис. 6 показана разница между результатами, полученными до и после улучшения решателем расчета фронта расплава в конкретном случае.

Рис. 6 (а) Результаты моделирования до улучшения вычислительного ядра, (б) Результаты моделирования после улучшения вычислительного ядра

В процессе RTM вакуум часто используется для создания внутренней и внешней разности давлений и всасывания смолы в полость, и в это время давление на входе составляет 0,1 МПа. Если используется сложный стек слоев, ранее мог произойти просчет и привести к тому, что внутреннее давление будет выше максимального давления на входе. Решатель модуля Moldex3D 2021 RTM также оптимизирует расчет давления для решения этой проблемы и получения разумного распределения давления. Из случая на рис. 7, мы можем видеть разницу до и после повышения расчета давления для правильного прогнозирования максимального давления по сравнению с давлением на входе.

Рис. 7 (а) Максимальное давление до повышения решателя составляет 0,122 МПа, (б) Результат после повышения решателя расчета составляет 0,1 МПа

Moldex3D solver поддерживает non-matching mesh calculation, который может сократить большую часть времени и сложности предварительной обработки сетки, помогая пользователям быстро понять влияние параметров процесса на результаты и решить потенциальные производственные проблемы раньше. Кроме того, улучшение решателя может обеспечить более точные результаты моделирования и повысить эффективность моделирования.

 

Источник