等同於表面特徵的剖面形狀

並非所有塑膠零件都具有規則剖面,即兩面都為平面。分析複雜的形狀 (例如格柵) 需要您使用極細網格來為零件的確切形狀進行精確塑型。這是一項非常耗時的工作,需要較大的計算負擔。

對於「中間平面」分析技術而言,此類複雜剖面可透過以材料體積相同的較薄平坦剖面表示區域的方式來大致表示。

「中間平面」網格不會考量零件的邊。形狀係數說明與模具接觸的額外表面面積。表面陣列的形狀係數定義為實際接觸表面與相同平坦表面之接觸表面的比。

註: 無法以等效厚度為 3D 網格中的特徵塑型,必須以適當的網格密度為整個特徵塑型。

三角形元素支援的剖面形狀

厚度與形狀係數是「中間平面」三角形元素的屬性,類似於針對樑元素使用直徑與形狀係數。如果表面的剖面形狀規則,則會指定厚度,且形狀係數等於 1。但是,出於外觀與功能的考慮,在塑膠零件設計中會經常使用表面陣列。使用表面陣列為零件塑型的方法有兩種:在表面陣列中使用比特徵小的元素,或使用具有等效厚度與形狀係數的元素,以修正表面陣列的額外冷卻與流動阻力。第一種方法可能會導致在陣列中產生大量具有較小特徵的模型的元素。第二種方法對於解決實際問題更為有效。

下圖展示厚板狀表面。可透過陣列的一個基本單位 (會重複) 計算出等效厚度與形狀係數。

陣列的基本單位包括投影面積 ;接觸表面 ,該接觸表面包括頂部區域、底部區域與橫向區域;以及上表面與下表面之間的體積 。對於相同等效厚度而言,較大的形狀係數表示特定體積的接觸表面更大、壁的冷卻效果更強,以及不規則幾何圖形的流動阻力更強。程式會根據中間平面元素各自的形狀係數來自動調整它們的這兩種效果。



視格柵與網格大小的相對尺寸而定,為具有格柵的幾何圖形塑型有兩種方法。如果格柵段的長度大於網格大小 (如下圖中的 (a) 部分所示),則應使用具有適當等效直徑與形狀係數的樑元素為格柵塑型。如果格柵大小小於網格大小,則應將整個格線區域塑型為具有等效厚度與形狀係數的三角形元素,如下圖中的 (b) 部分所示。



(c) 剖面 A-A,(m) 網格大小,(r) 樑 (流道) 元素



(c) 剖面 A-A,(m) 網格大小,(u) 基本單位

具體範例

若要為厚度為 3 mm 的零件中的格柵 (孔大小 () 為 2 mm,孔之間的距離 () 為 1.5 mm) 塑型,請先確定代表格柵做為計算基礎的區域,即上圖中的 區域。

投影面積 (A)」便是 區域。

或者 = 12.25。

接觸表面 (S)」等於 [2 x 投影面積 (上表面與下表面)] - [2 x 孔面積] + [孔的圓周 x 孔深(b)]。可歸納為

。將我們的值代入計算公式,可以得到 = 37.07。

體積 (V)」等於 [投影面積的體積] - [孔的體積]。這等同於 或者 = 27.33。

等效厚度 (t)」為 或者 27.33/12.25 = 2.23mm。

形狀係數」等於 [接觸表面面積 (S)] / [2 x 投影面積 (A)],或等於 1.51。

在中間平面已建立網格的模型上選取格柵區域。按一下右鍵並選取「性質」(或者,按一下 「編輯」「幾何圖形」頁籤 > 「性質」面板 > 「編輯」)。在「剖面為」方塊中,選取「其他形狀」。按一下「編輯尺寸」,然後在出現的「剖面尺寸」對話方塊中輸入等效厚度 (2.23) 與形狀係數 (1.51) 的計算值。

註: 格柵是常用的設計特徵。在「剖面為」下拉方塊中有一個選項,用於針對具有方孔或圓孔的格柵自動計算「等效厚度」與「形狀係數」。從下拉方塊中選取適當的格柵類型,按一下「編輯尺寸」,然後輸入格柵幾何圖形。然後程式將使用適當的係數。