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2013-07-19 by:ProE/Croe學習中心 來源:仿真在線
proe與ANSYS集成實現的壓鑄模具溫度場仿真
壓鑄模具是現代制造業的重要工藝裝備。在生產中,其溫度場及熱應力場為非穩定狀態,即隨時間變化,各性能參數均發生改變。生產實踐證明,壓鑄模具設計、制造完成之后,即使發現錯誤。也難以進行較大的修改。所以在模具設計之前就采用數值模擬技術。預測各部位的溫度場和熱應力場分布及其變化規律。對于優化壓鑄模具結構設計,提高鑄件質量,延長模具使用壽命,降低成本,加快產品的升級換代,均具有重要意義。計算機數值模擬技術的應用,為控制壓鑄模具溫度場及熱應力場提供了有效的途徑。
壓鑄模具有限元分析所涉及的實際鑄件。其形狀都非常復雜,以致數值模擬的前處理階段,即實體造型和網格剖分往往花費大量時間.影響了計算的精度和效率。因此,迅速而準確地進行實體造型及單元剖分。并使單元剖分與模具和鑄件結構形狀和數學模型相協調。對提高模擬分析結果的真實性和實用性有著重要的意義。
ANSYS軟件是美國ANSYS公司開發的大型通用有限元分析程序,其分析功能強大。并能有效的求解溫度場、散熱場以及多場耦合問題;但其實體建模功能有限,只能處理一些相對簡單的模型,難以勝任形狀復雜的鑄件造型。proe是美國PTC公司開發的專業CAD軟件,是一個基于特征的實體造型系統。其主要功能在于能進行便捷的參數化設計。通過proe可以快速方便的建立形狀復雜的模型。雖然它帶有CAE模塊,但相比專業的CAE軟件還略有不足。因此可行的解決方案是結合兩者的優勢,在proe中建模,獲得盡量逼近真實鑄件形狀的模型。然后導入ANSYS中進行模擬分析。這樣,就可利用壓鑄模具的溫度場仿真來解決實際的工程問題。
1 ANSYS與proe的集成
為將ANSYS直接集成在proe中,使proe生成的模型能完整的導入到ANSYS中。需將ANSYS與proe的接口進行如下的設置:
(1)在同臺計算機的同一操作系統下安裝有proe和ANSYS兩種軟件:
(2)保證上述兩種軟件的版本兼容,proe的版本不得高于同期的ANSYS的版本:
(3)ANSYS 10.0必須和proe wildfire2.0相連:
(4)操作路徑為:開始→程序→ANSYS→ANS ADSNUtility→Configuration options→Configuration Connection for proe。單擊OK→選擇ANSYS Product→Work space;選擇Graphics device name(NT:Win32)給Language used with;選擇proengineer installation path,選擇megabytes(128)OK;proengineer:usascii,單擊OK完成連接。
(5)運行proengineer并配置config.pro;
(6)打開proe,菜單欄就會出現:“ANSYS 10.0”選項,ANSYSConconfmg和“ANSYS Ceom”表明ANSYS已經集成在proe之中。
(7)創建一個新零件后,通過執行proe中part菜單下的“ANSYSCeom”,就開始傳輸;或者是在ANSYS執行File\Import\proe導人文件。
將ANSYS直接集成在proe之中,整個轉換過程可以在不脫離proe和ANSYS這兩個軟件的情況下進行,從而實現了proe和ANSYS無縫連接。這種連接方式導人的模型不會發生變形和線面的丟失,分析計算的精度高。
2 基于集成平臺下的壓鑄模具溫度場的有限元分析
一用于鑄造工字形梁的壓鑄模具。其實體造型如圖1所示,模具總跨度為0.5m。已知鋼水充型前。型腔初始溫度為25℃,其周圍空氣溫度為25℃。模具材料與鋼的性能參數如表1、2所示,空氣對流系數為65W/(m2·℃)。用ANSYS模擬模具與鑄件的溫度場分布。
2.1 進行有限元分析的前處理
(1)用proe的造型功能模塊完成鑄造工字形梁的模具的三維造型。為了便于集成環境下的ANSYS進行單位的處理,在proe中制作的鑄造工字形梁的模具模型統一使用國際單位制。
(2)模型的導入,在proe中直接啟動ANSYS。proe完成建模以后,直接單擊主菜單的“ANSYS 10.0”、“ANSYSCeom”。系統會自動打開ANSYS,使用“plot”菜單中的“Volumes”選項,就可以將實體模型顯示出來。
(3)網格劃分(建立有限元模型)。網格劃分是建模中非常重要的一個環節,網格劃分的好壞將直接影響到計算結果的準確性和計算進度,甚至會因為網格劃分的不合理而導致計算不收斂。圖3為劃分網格后的模型。
(4)設置材料屬性。在材料屬性對話框中,設置模具材料和鋼的性能參數。
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