基于CAE分析的网格模型的优化研究（一）

answerjue · 发表于 2011-1-28 16:21:14

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注塑CAE常用的数值解法有边界单元法、有限单元法和有限差分法等，但这些解法都需要对所建立的模型进行单元网格划分，网格的好坏、疏密直接关系着CAE分析的效率。因此，网格模型的优化就成为CAE分析的一个关键环节。
　　一、几何模型的简化
　　由于软件功能的不同要求，注塑CAE模拟分析的网格模型往往与CAD设计的模型不完全一样，通常为了更为有效地进行模拟分析，在进行CAE的模型构建过程中，往往需要对模具的CAD模型中的一些细节进行简化运算。
　　(1)为分析计算方便，制件的各部分可以用一定厚度的中心面或外(内)表面来代替，将制件简化为由各个单层面组建而成的实体。
　　(2)忽略与主体特征不在一个数量级上的小尺寸几何特征。制件中常常出现尺寸相对网格尺寸小的圆角、小倒角、螺纹、通孔或凸起等特征，简化处理时可以直接删除这些小特征。模拟分析的准确性不变，但为后续的网格处理减少工作量，模拟的分析量也大大减少，可以缩短70%的模型准备时间和50%的计算时间。
　　如图1为圆角删除前后纵横比比较(最长边与该边的高之比值，比值越小，模拟分析越准确)，从图中可以看出，删除圆角前后网格的最大纵横比分别是8147和12.54，可以看出右图的网格质量有了明显的提高。

　　但出现以下两种情况的几何特征不可删除：①当被删除的几何特征位于流动路径的末端，且末端的料温接近塑料的转变温度时，则被删除几何特征处存在充填不足的可能;②当制品外观处几何特征要求较高时，则这些几何特征不应被删除，否则无法预测这些几何特征处应有的气穴和熔接痕位置。
　　(3)建立CAE分析模型时，如果主流道、分流道、浇口、冷却水管等采用非圆形截面，通常引进相当直径d与形状因子f两个参数，并通过这两个参数的设定将非圆形截面转化为圆形截面，以简化设计与运算，而不影响模拟分析的准确性。
　　其中：