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高精高效模流分析技术

MoldFlow3D分析技术的引进与推广

工程部2013年1月9日

一、3D分析技术的引进

模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航天、电

子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的模具设计方法已无法

适应产品更新换代和提高质量的要求。计算机辅助工程（CAE）技术已成为塑料产品开发、模具设计及产品

加工中这些薄弱环节的最有效的途经。同传统的模具设计相比，CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量，

还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具有很大优越性。因此，不断加强自身的CAE技术是现代企业

赢得市场竞争的关键，同时，这甚至影响着未来企业的生存。

模具行业最被广泛应用的CAE技术当数模流分析技术，即将实体划分为有限元进行各项分析，有限元

分析一般可分为中面有限元，表面有限元和三维有限元，三者中三维有限元分析精度最接近实际，但由于

其3D有限元数量的庞大给计算机带来了巨大的计算量，其分析速度一直制约着CAE技术的发展。但随着计

算机产业的发展，计算机的计算方式和运算速度不断地得到提升，三维有限元分析已不再是案台上的花瓶。

公司使用的模流分析软件是MoldFlow，其分析方式有中性面分析、双层面分析和3D分析，各种分析均

有一一对应的网格。

目前公司分析模式：一般采用双层面分析，少数精度要求高的产品采用3D分析。

模式形成原因：软件使用上，刚从MPI6.1过渡到MoldFlow2012，6.1的分析思路和分析经验告诉我们：双

层面分析精度基本能满足一般要求，3D分析速度是双层面的数倍。

为什么要推广3D分析

1、因为3D分析精度高

它是最接近于实际模型的分析

2、因为双层面分析具有局限性

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A、双层面对网格质量要求高：平均纵横比需小于6；对于流动分析，网格匹配率必须高于85%；而对

于翘曲分析，则必须高于90%。对于我们公司的一般产品而言纵横比修到6，要花上大量时间；一

般网格匹配率很难高于85%。而3D网格纵横比小于30即可，且无需考虑匹配率问题，因此修补3D

网格效率会更高。

B、双层面分析对壁厚不均的制品分析结果出入较大。而我们公司多数是壁厚不均，常有尖边存在（厚

度小于0.5mm），如有齿形菲涅条纹的制件，一般分析时会提示“厚度超出预期”的警告。这样分

析出来的结果通常准确性很低。

例一：AI25、C794、C868、C869均出现的问题

网格厚度检测

公司所有此类齿形花纹模

具，双层面分析均会发生厚

度与实际不符问题。

以上问题均由尖边引起，不但减慢了分析速度，还影响了分析精度（充填时间、冲填压力、锁模力均

与实际偏距很大。）

例二：AL95

网格厚度检测

网格厚度与实际一

致，但分析结果却偏

差很大（见下页）

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注射压力分析

由此可见产品的厚度不均对双层面的分析结果精度是影响巨大的。

3、因为3D分析速度已经有了质的飞跃。

2009年7月Autodesk公司发布了Moldflow2010版，在这个版本中采用了全新的AMG算法，支持多CPU

并行分析和显卡GPU分析，分析效率和精