由E. Solomon和V. Mathew，Arcada University，芬兰埃斯波
使用COMSOL Multiphysics Chemical模块进行的3D流量分析已经分析了测试域的流动性能和验证的操作点。测试在Arcada实验室内的挤出机模具上进行，其中挤出机螺杆的最大输出是预先确定的。分析使用了用于LDPE材料的特殊熔体的材料特性。
入门
与机器组件的其他部分不同，模具的设计被认为是艺术而不是科学。通常的设计方法取决于众多的试验循环，主要依靠设计师的经验。然而，机械，化学和材料工程领域的进步使得更容易可视化流动并设定如此复杂的设计中所需的参数。
最近开发了用于聚合物流量的数学建模的软件包使试验和错误程序更短。本研究的主要目的是实现有效的设计建模方法，其预测熔体流过模具的空腔的操作变量。
熔体流分析不是简单，直接的计算。需要简化派生的一些重要假设。这些问题是复杂的，涉及许多因素。这就是为什么COMSOL Multiphysics软件等软件在分析这些复杂现象方面如此有帮助。
在这项研究中，使用COMSOL Multiphysics软件成功研究了现有模具的三维流动分析。获得模具的操作点，并将结果与模具的操作点值的理论和实验值进行比较。这通过包括最真实的温度依赖性变化的粘度值来增强当前的操作点计算，而不是仅使用恒定的粘度。该软件的非牛顿模块用于研究220℃的示例性材料LDPE的流动。使用的模型是Arcada应用科学大学2孔毛细管模具的精确复制品。
LDPE的材料数据是从制造商获得的，以绘制对数粘度剪切速率图。在检索聚合物熔体的必要流变信息后，它拟合到Carreau-Yasuda粘度模型。使用挤出机最大输出值作为初始亚界条件的输入值，使用参数求解器来解决压力。将结果与连续性方程进行比较，鉴定了满足条件的压力。
数值模型
在手中具有关于聚合物流变学的必要信息之后，下一步是研究Arcada车间在Arcada车间中的示例模具的流动几何形状的3D模型分析。该模型的目的是可视化流动域的粘度和压力分布 - 以及最重要的是，将模拟结果与操作点的实际值进行比较。
3D使用COMSOL Multiphysics，非牛顿（化学工程模块）完成LDPE流量的FEA分析。在将现有芯片中重新建模在实心边缘3D软件中，使用布尔特征来获得熔体的流动域。然后将生成的模型导入COMSOL软件工作站。
参数分析是定义了用于解决任何复杂函数的参数的建模中最重要的部分。在这种情况下，该模型的目的是解决模具中的压降。由于出口处的压力为零，找到工作压力，P_in，在模具的入口处足够。
为了帮助解决方案的收敛并降低迭代的解决时间和误差，插入了一系列任意但合理的P_IN参数值。选择具有400kPa至2.8MPa的P_IN值的近似范围，其中扫描为400kPa，因为这是挤出机共同的操作范围。
结果与讨论
参数求解器以升序求解压力的不同输入值。因此，默认情况下，最后（最高值）解决的P_IN（最高值）的值将显示为轮廓图，因为软件收敛。
图1，模具中的压力分布。
图2，操作压力分布。
图3，操作点值。
模具中的压力分布显示了当P_IN值等于28MPa时的条件，图1.该图并不一定意味着该值为28 MPa是操作压力。为此，它应该提供均匀数量的熔体，符合完全发育和不可压缩的流量的假设。
图2的操作压力分布分别示出了整个流动范围内的动态粘度和剪切速率值。假设粘度恒定的电力法模型获得了这些值。
操作点值，图3显示了11MPa的操作压力。在该图中可以看出流动域中的总压力分布。
Comsol Inc.
www.comsol.com.
::设计世界::
提交：3D CAD.那材料•先进那模拟那软件
告诉我们你的想法！