Moldex3D模流分析之翘曲变形标签-Moldex3D 模流分析软件-CAE前后处理-软服之家

翘曲变形页签 (Warp Tab)

在计算参数的翘曲变形(Warp)页签中，使用者可以依据计算需求指定翘曲分析的设定，或者也可以用提供的默认值。可供设定的项目则会因为材料与网格模型的不同而有所变动。

注：点击预设可以将所有翘曲计算参数回复成默认值。

求解器及元素种类 (Solver and Element Type)

标准 (Standard) 求解器使用线性架设的翘曲行为并简化成型中的温度变化来进行高速的翘曲分析，提供温度由保压结束(EOP)冷却至室温所造成的变形结果。线性 (Linear) 元素种类在计算时考虑的是较简化的元素间的关系来加速计算，反之二次式高阶 (Quadradic) 元素种类则考虑更多及进阶的元素间关系也消耗更多计算资源来提高精确率。

强化版翘曲求解器 (Enhanced Warp Solver)

强化版 (Enhanced) 翘曲求解器需要分析组别的材料当有结构黏弹(Structure VE) 数据时方能启用，并更进一步强化Moldex3D翘曲分析的精确性，利用的是耦合下列三个主要的物理现象的模拟：

•黏弹性材料性质 (Structure VE)：由于塑料在冷却阶段由液态、胶态至固态的剧烈形变，结构黏弹更能有助于预测材料模树在不同事件根据温度的变化，利用的是由多个Maxwell模式并联来的进阶模型(可以参照翘曲参考数据章节下结构黏弹性更多相关内容)。

•瞬态温度(Tc)变化：由于高度受温度变化历程影响的非线性行为，瞬态的冷却结果能让结构黏弹(Structure VE)的变化有更好的预测(可以参照冷却章节下的瞬态冷却更多相关内容)。

•模内干涉(IMC)效应：翘曲计算参数选项的考虑模内干涉效应 (Consider in-mold constraint effect) 将预设为启用来使模拟更贴近现实。

有了更完整的理论考虑，强化版的优势在于能够提供比标准翘曲求解器更精确地如残留应力的预测，尤其是对于冷却阶段特别敏感的案例。然而因为VE复合模型及瞬态冷却的数据储存，强化版求解器也占用更多的计算资源所以不支持部分的进阶输出。

非线性翘曲求解器 (Non-linear Warp Solver)

非线性翘曲 (Non-linear Warp)求解器考虑了几何非线性来更准确地来预测薄壳件等的大变形。相对于线性表示的，结构平衡给以非线性的架构表示为。

当使用非线性求解器进行翘曲分析时，建议勾选进行挫曲分析 (Run Buckling Analysis)、使用硬盘空间(暂存目录)计算 (Use disk space as virtual memory)与简化网格 (Reduced Mesh)。当计算结束时会再结果树的翘曲项目下多增加结果项。另外还有如下计算参数供调整，但建议维持默认值。

•增量步 (Increment)：设定越多增量步，最后的结果会越正确，但也会消耗更多的计算资源与时间。翘曲结果项会提供依据不同的增量步的各项结果，而之间的差异代表了几何非线性对翘曲的影响有多大。

•几何扰动系数 (Imperfection Factor)：此系数用以在挫曲结果上计算变形分析的初始扰动来更好的收敛翘曲结果的预测。

进行挫曲分析 (Run Buckling Analysis)：进行挫曲分析可以评估大变形发生的可能性以及作为。挫曲会发生在当物体在外力的负荷下失去其结构刚性，进而产生大变形。挫曲分析会为不同的挫曲模式(Buckling mode)各自计算特征值跟特征向量，分别表示此模式挫曲的可能性及发生时的挫曲行为趋势。挫曲分析完以后会为每个模式输出结果项挫曲形状(总/X/Y/Z)并附上对应的特征值(分析Log也会记录，越小的正值代表此模式挫曲越有可能发生)

•挫曲模式数：越多的模式可以考虑更精确的挫曲预测，但同时也会耗费更多的计算资源与时间
•计算参数：计算会再达到最大迭代次数或收敛误差容忍值时停止，越严格的条件有可能结果会更好，但也可能徒然浪费计算资源与时间。

使用硬盘空间(暂存目录)计算：当启用非线性翘曲求解器或挫曲分析时，可使用硬盘的暂存空间来扩充计算资源应对大量的计算迭代，而暂存目录的位置可以在安装时或在偏好设定中指定。

降低网格数量：由于部分分析需要大量计算资源，网格分辨率的需求却不如其他(如BLM)来得高。所以可以开启此项目，并准备一个网格数及分布较少的网格模型，将此模型汇入后再利用映像功能(可选择原本、自动、三点映射)将原网格的信息对应新网格来做整理。

一般翘曲分析计算参数 (General Warp Computation Parameter)

计算不包含流道 (Remove Runner in Calculation)：勾选此选项(默认)以在翘曲分析中排除流道以及其对其他部件翘曲结果的影响，特别模拟出流道与成品在顶出后分离的情形。

计算不包含溢流区 (Remove Overflow in Calculation)：勾选此选项 (默认) 以在翘曲分析中排除溢流区以及其对其他部件翘曲结果的影响，特别模拟出溢流区与成品在顶出后分离的情形。

考虑模具干涉效应 (Consider in-mold Constraint Effect)：勾选此选项以考虑塑件顶出前在模具内受到的收缩干涉，而翘曲分析后将会输出额外的结果项显示因为模具干涉效应所导致的位移变形量。考虑模具干涉效应的翘曲变形总量一般会比没有考虑来的小。

求解器加速 (Solver Acceleration)：勾选此选项(默认)以启用效率高的基材求解器做为计算工具。如果此选项被关闭，计算稳定性会更好但也会耗费更多的计算资源与时间。

考虑流动残留应力在翘曲分析 (Consider flow induced residual stress in stress page analysis)：勾选此选项以考虑流动残留应力对翘曲变形的影响，翘曲分析将会读取充填/保压分析输出的流动残留应力结果 (由VE模块之计算参数启用)。否则翘曲的计算将只考虑温度变化导致的体积收缩。

输出热位移：勾选此项目来在翘取结果输出热位移项目，也就是计算纯粹在顶出后才产生的变形量以评估冷却过程的效用。

纤维强化材料选项 (Fiber-Reinforced Material Option)

Moldex3D可进步地分析纤维强化材料（由塑料和纤维复合而成）的翘曲变形。唯有所选材料包含纤维时，才能选择翘曲(Warp) 标签中的纤维强化材料选项(Fiber-Reinforced Material Option)。

•计算考虑纤维配向效应 (Consider fiber orientation effect)

当流动(F/P)分析有计算纤维排向时，可以启用此选项(如果材料含纤则为预设)来考虑纤维配向对翘曲结果的影响。则翘曲分析读取充填与保压模拟的纤维排向结果，以计算受影响的机械性质(模数)并提供做翘曲分析的计算。

注：除了纤维以外，如果材料中含有其他填充物，求解器将会自行基于填充物的种类与参数做调整。

•微观力学模型

Moldex3D 提供数种不同的微观力学模型，已利用在含纤材料的翘曲分析。机械性质的计算对于纤维强化材料的计算是必要的，而其信息可在材料精灵的机械性质页签可以取得。如果是显示为纤维充填塑料 – 实验性质 (Fiber-filled polymer –Experimental properties)，因为纤维与素材影响已都被考虑，则可直接将机械性质用于分析翘曲变形。否则如果材料档中，机械性质的类型是显示为纤维充填塑料 – 理论性质 (Fiber-filled polymer –Theoretical properties)，就表示塑料和纤维有个别的性质，且需要微观力学模型，才能预测纤维充填材料的复合性质。在 Moldex3D 中，有三种模型可选：

▪Mori-Tanaka 模型 (默认)：Mori-Tanaka 模型被用作计算器械性质的默认模型。这是一个完全由理论建构，并且由于其在试模时的良好的泛用性及适用性，是较为推荐的选项。

▪传统复合模型：传统复合模行为最早期相对简单的复合材料微观力学模块。早期或甚至部分现今的研究常会以其作参考或理论核心。

▪Halpin-Tsai 模型：Halpin-Tsai模型是一个发展稍晚于传统复合模型的半纯理论模型，并在Mori-Tanaka模型面世以前被人们广为利用。此模型特别适用于填料含量较低(<30%)的复合材料。

考虑温度差异效应与区域收缩差异分析 (Consider Differential Temperature and Shrinkage Analysis)

勾选翘曲页签中的考虑温度差异效应与区域收缩差异分析(Consider differential temperature and shrinkage analysis)，而完成翘曲分析后，温度和收缩差异效应的结果会列于翘曲结果项目下。 Moldex3D能区分温度和区域收缩差异效应对位移的影响，但相对来说较适合用于薄件分析。
温度差异效应位移(Differential temperature effect displacement)：指塑件肉厚的温度差异造成的收缩，而解决的方法是加强冷却效率和在公母模间的不平衡。