CN110688802B - 金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法、系统及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法、系统及介质，本发明方法步骤包括对包含注胶流道浇口的金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型进行修改，按照等面积原则将圆形浇口转换成矩形浇口且长度保持不变，调整各矩形浇口的角度使矩形浇口的边长均与基准坐标系中的X轴或Y轴平行，建立出矩形浇口处矩形的橡胶流道实体，将三维实体装配模型转换格式导入硫化仿真软件进行充填分析导出计算结果并进行后续处理得到注胶完成时各层橡胶总重量。本发明变换的浇口在充填分析网格划分时不再出现网格几何特征丢失的情况，网格截面积与矩形浇口截面积相等亦与实物的圆形浇口截面积相等，能有效提升充填仿真计算精度。

Description

金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法、系统 及介质

技术领域

本发明涉及金属橡胶复合制品硫化仿真领域，具体涉及一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法、系统及介质。

背景技术

目前一般金属橡胶复合制品硫化仿真分析所用的sigmasoft软件采用有限体积法进行网格划分，该方法是流体分析中常用的一种网格划分方法，网格全部为六面体单元（一般为正方体或长方体），不修补网格破面，入门门槛较低。金属橡胶复合制品模具的注胶流道通常为阶梯式圆形注胶流道，注胶流道浇口的直径与长度对该孔注胶速率有显著地影响。而该圆形浇口按照有限体积法进行网格划分时，浇口的几何形状为圆形，而网格的几何形状为细小的正方形或长方形，因为网格划分不修补六面体单元（正方形或长方形）外轮廓与圆形外轮廓之间的差异，导致部分几何特征丢失，所以圆形浇口在网格划分后得到的网格截面积与实物圆形截面积有差异。在其他条件不变的情况下，胶料流动速率与截面积有关，浇口网格截面积与浇口实物截面积有差异，从而导致橡胶制品充填分析时仿真分析结果误差较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法、系统及介质，本发明在仿真分析阶段按照等面积原则将原来的圆形浇口转换成矩形浇口，使得转换后的浇口在充填分析网格划分时不再出现网格几何特征丢失的情况，网格截面积与矩形浇口截面积相等，亦与实物的圆形浇口截面积相等，在其他条件不变的情况下，进胶速率与浇口截面积相关，故能有效提升充填仿真计算精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法，实施步骤包括：

1）在三维软件中对包含注胶流道浇口的金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型进行修改，按照等面积的原则将原来的圆形浇口转换成矩形浇口，且各矩形浇口的长度保持不变；

2）在三维软件中调整各矩形浇口的角度使矩形浇口的边长均与基准坐标系的X轴或Y轴平行以利于在硫化仿真软件中进行网格划分；

3）在三维软件中建立出矩形浇口处矩形的橡胶流道实体；

4）将三维实体装配模型转换成硫化仿真软件可导入的交换文件格式并导入硫化仿真软件进行硫化仿真处理得到注胶完成时各层橡胶总重量。

可选地，步骤1）中转换成矩形浇口具体是指正方形浇口，步骤4）中矩形的橡胶流道实体具体是指正方形的橡胶流道实体；或者步骤1）中转换成矩形浇口具体是指长方形浇口，步骤4）中矩形的橡胶流道实体具体是指长方形的橡胶流道实体。

可选地，步骤5）中进行网格划分时，矩形浇口位置划分的网格层数N大于等于6。

可选地，步骤5）中进行网格划分时，矩形浇口位置X轴和Y轴方向最小单元网格尺寸为a/N，其中a为矩形浇口的边长，N为矩形浇口位置划分的网格层数。

可选地，步骤5）中的硫化仿真软件为sigmasoft软件。

对应地，本发明还提供一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理系统，包括：

圆形浇口转换程序单元，用于在三维软件中对包含注胶流道浇口的金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型进行修改，按照等面积的原则将原来的圆形浇口转换成矩形浇口，且各矩形浇口的长度保持不变；

角度调整程序单元，用于在三维软件中调整各矩形浇口的角度使矩形浇口的边长均与基准坐标系的X轴或Y轴平行以利于在硫化仿真软件中进行网格划分；

流道实体建立程序单元，用于在三维软件中建立出矩形浇口处矩形的橡胶流道实体；

转换及后处理程序单元，用于将三维实体装配模型转换成硫化仿真软件可导入的交换文件格式并导入硫化仿真软件进行硫化仿真处理得到注胶完成时各层橡胶总重量。

可选地，所述转换及后处理程序单元进行网格划分时，矩形浇口位置划分的网格层数N大于等于6。

可选地，所述转换及后处理程序单元进行网格划分时，矩形浇口位置X轴和Y轴方向最小单元网格尺寸为a/N，其中a为矩形浇口的边长，N为矩形浇口位置划分的网格层数。

此外，本发明还提供一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行所述金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的步骤。

此外，本发明还提供一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理系统，包括计算机设备，该计算机设备的存储介质上存储有被编程或配置以执行所述金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的计算机程序。

此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质被编程或配置以执行所述金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的计算机程序。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：由于金属橡胶制品的浇口的几何形状为圆形、而网格的几何形状为细小的正方形或长方形，因为网格划分不修补六面体单元（正方形或长方形）外轮廓与圆形外轮廓之间的差异，导致部分几何特征丢失，所以圆形浇口在网格划分后得到的网格截面积与实物圆形截面积有差异。本发明在仿真分析阶段按照等面积原则将原来的圆形浇口转换成矩形浇口，使得转换后的浇口在充填分析网格划分时不再出现网格几何特征丢失的情况，网格截面积与矩形浇口截面积相等，亦与实物的圆形浇口截面积相等，在其他条件不变的情况下，进胶速率与浇口截面积相关，故能有效提升充填仿真计算精度。

附图说明

图1为本发明实施例中一系簧模具的剖视结构图。

图2为本发明实施例中一系簧模具的注胶系统的剖视放大结构图。

图3为本发明实施例一方法的基本流程示意图。

图4为本发明实施例一中调整各矩形浇口的角度示意图。

图5为本发明实施例一中各层不同位置的矩形浇口进行网格划分的网格结果示意图。

图6为本发明实施例一中针对不同直径的圆形注胶孔不做等效转换直接进行网格划分的网格结果示意图。

图7为本发明实施例一中充填仿真分析各浇口进胶重量随时间变化曲线。

具体实施方式

实施例一：

为了清晰阐述一种金属橡胶制品充填仿真分析时注胶流道等效处理的方法，选取一款含4层橡胶的一系簧产品作为金属橡胶复合制品的实例，对本发明金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法、系统及介质进行进一步的详细说明。如图1所示，一系簧模具包含注胶系统1、型腔2、中模3和底模4。图2为包含注胶流道的模具部分的剖视结构示意图，注胶系统1的注胶流道5为阶梯式注胶流道（注胶流道的下部流道比上部流道小且形成阶梯结构），靠近橡胶型面部分为注胶流道浇口6。且该橡胶制品有4层橡胶结构，故橡胶流道也分为4层浇口，分别为外层浇口7、中1层浇口8、中2层浇口9和内层浇口10，每层浇口均含6个进胶浇口。如图3所示，本实施例金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的实施步骤包括：

1）在三维软件中对包含注胶流道浇口的金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型进行修改，按照等面积的原则将原来的圆形浇口转换成矩形浇口，且各矩形浇口的长度保持不变；

2）在三维软件中调整各矩形浇口的角度使矩形浇口的边长均与基准坐标系的X轴或Y轴平行，以利于在硫化仿真软件中进行网格划分，如图4所示；

3）在三维软件中建立出矩形浇口处矩形的橡胶流道实体；

4）将三维实体装配模型转换成硫化仿真软件可导入的交换文件格式并导入硫化仿真软件进行硫化仿真处理得到注胶完成时各层橡胶总重量。

本实施例中，步骤1）之前还包括在三维软件中建立金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型的步骤，且所述金属橡胶复合制品的金属件、橡胶实体单独建模。此外，也可以根据需要导入预先建立好的金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型以进行本实施例金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的实施步骤。

本实施例中，步骤1）中对注胶流道浇口进行修改，圆形浇口最小孔径为Ø3.1mm，按照等面积的原则，转换成矩形浇口，边长为2.746mm，同时各浇口长度保持不变。

本实施例中，步骤1）中转换成矩形浇口具体是指正方形浇口，步骤4）中矩形的橡胶流道实体具体是指正方形的橡胶流道实体。

本实施例中，步骤4）中进行网格划分时，矩形浇口位置划分的网格层数N大于等于6。

本实施例中，步骤4）中进行网格划分时，矩形浇口位置X轴和Y轴方向最小单元网格尺寸为a/N，其中a为矩形浇口的边长，N为矩形浇口位置划分的网格层数。本实施例中X轴和Y轴方向最小单元网格尺寸为2.746÷6=0.457mm，在软件中将X轴和Y轴方向最小单元网格尺寸设置为0.457后自动划分网格，然后进行材料定义和充填仿真计算，利用硫化仿真软件的结果后处理功能提取各浇口进胶重量随时间变化曲线，得到注胶完成时各层橡胶总重量。

本实施例中，步骤4）中进行硫化仿真处理得到注胶完成时各层橡胶总重量具体是指导入硫化仿真软件完成三维实体装配模型的零部件分类、网格划分、材料定义后进行充填计算，利用硫化仿真软件的结果后处理功能提取各浇口进胶重量随时间变化曲线，得到注胶完成时各层橡胶总重量。本实施例中的硫化仿真软件为sigmasoft软件。将三维实体装配模型转换成硫化仿真软件可导入的交换文件格式具体是指stp文件格式。此外，也可以根据需要采用其他的硫化仿真软件。图5为本实施例中各层不同位置的矩形浇口在硫化仿真软件中按照设定好的尺寸设置自动进行网格划分后的网格示意图，从图中可以看出，各矩形浇口均按照设计成果生成均匀的6层网格。图6为不同直径的圆形注胶孔采用有限体积法进行网格划分时，设置不同的最小网格单元得到的网格情况，从网格结果看，网格几何形状与浇口原始的圆形几何形状有差异，且最小网格单元值设定越大，网格几何形状和浇口几何形状差异就越大。图7为本实施例中充填仿真分析各浇口进胶重量随时间变化曲线，利用软件后处理功能，提取出各浇口进胶重量数据，与实际各层橡胶部分重量做对比，即可判定充填仿真分析精度。综上所述，本实施例金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法在仿真分析阶段按照等面积原则将原来的圆形浇口转换成矩形浇口，使得转换后的浇口在充填分析网格划分时不再出现网格几何特征丢失的情况，网格截面积与矩形浇口截面积相等，亦与实物的圆形浇口截面积相等，在其他条件不变的情况下，进胶速率与浇口截面积相关，故能有效提升充填仿真计算精度。本发明用等面积的矩形截面浇口替代原来的圆形截面浇口，同时调整各矩形浇口方向，在采用有限体积法进行网格划分时，可根据浇口部分想得到的网格层数，设置最小网格单元尺寸，最小网格单元尺寸等于矩形浇口边长除以网格层数。浇口外形轮廓为矩形，六面体网格单元组合轮廓也为矩形，本发明可有效解决网格几何特征丢失问题，提高充填分析的准确性。

此外，本实施例还提供一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理系统，包括：

圆形浇口转换程序单元，用于在三维软件中对包含注胶流道浇口的金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型进行修改，按照等面积的原则将原来的圆形浇口转换成矩形浇口，且各矩形浇口的长度保持不变；

角度调整程序单元，用于在三维软件中调整各矩形浇口的角度使矩形浇口的边长均与基准坐标系的X轴或Y轴平行以利于在硫化仿真软件中进行网格划分；

流道实体建立程序单元，用于在三维软件中建立出矩形浇口处矩形的橡胶流道实体；

转换及后处理程序单元，用于将三维实体装配模型转换成硫化仿真软件可导入的交换文件格式并导入硫化仿真软件进行硫化仿真处理得到注胶完成时各层橡胶总重量。

本实施例中，转换及后处理程序单元进行网格划分时，矩形浇口位置划分的网格层数N大于等于6。

本实施例中，转换及后处理程序单元进行网格划分时，矩形浇口位置X轴和Y轴方向最小单元网格尺寸为a/N，其中a为矩形浇口的边长，N为矩形浇口位置划分的网格层数。

此外，本实施例还提供一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行本实施例前述金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的步骤。

此外，本实施例还提供一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理系统，包括计算机设备，该计算机设备的存储介质上存储有被编程或配置以执行本实施例前述金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的计算机程序。

此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质被编程或配置以执行本实施例前述金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的计算机程序。

实施例二：

本实施例中与实施例一基本相同，其主要区别点为：实施例一中，步骤2）中转换成矩形浇口具体是指正方形浇口，步骤2）中矩形的橡胶流道实体具体是指正方形的橡胶流道实体。而本实施例中，步骤2）中转换成矩形浇口具体是指长方形浇口，步骤2）中矩形的橡胶流道实体具体是指长方形的橡胶流道实体。步骤2）中转换成矩形浇口具体是指长方形浇口后，同样也可以使得转换后的浇口在充填分析网格划分时不再出现网格几何特征丢失的情况，网格截面积与矩形浇口截面积相等，亦与实物的圆形浇口截面积相等，在其他条件不变的情况下，进胶速率与浇口截面积相关，故能有效提升充填仿真计算精度。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法，其特征在于实施步骤包括：

1）在三维软件中对包含注胶流道浇口的金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型进行修改，按照等面积的原则将原来的圆形浇口转换成矩形浇口，且各矩形浇口的长度保持不变；

2）在三维软件中调整各矩形浇口的角度使矩形浇口的边长均与基准坐标系中的X轴或Y轴平行以利于在硫化仿真软件中进行网格划分；

3）在三维软件中建立出矩形浇口处矩形的橡胶流道实体；

4）将三维实体装配模型转换成硫化仿真软件可导入的交换文件格式并导入硫化仿真软件进行硫化仿真处理得到注胶完成时各层橡胶总重量。

2.根据权利要求1所述的金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法，其特征在于，步骤1）中转换成矩形浇口具体是指正方形浇口，步骤4）中矩形的橡胶流道实体具体是指正方形的橡胶流道实体；或者步骤1）中转换成矩形浇口具体是指长方形浇口，步骤4）中矩形的橡胶流道实体具体是指长方形的橡胶流道实体。

3.根据权利要求1所述的金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法，其特征在于，步骤1）之前还包括在三维软件中建立金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型的步骤，且所述金属橡胶复合制品的金属件、橡胶实体单独建模。

4.根据权利要求1所述的金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法，其特征在于，步骤4）中进行网格划分时，矩形浇口位置划分的网格层数N大于等于6。

5.根据权利要求1所述的金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法，其特征在于，步骤4）中进行网格划分时，矩形浇口位置X轴和Y轴方向最小单元网格尺寸为a/N，其中a为矩形浇口的边长，N为矩形浇口位置划分的网格层数。

6.根据权利要求1所述的金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法，其特征在于，步骤4）中进行硫化仿真处理得到注胶完成时各层橡胶总重量具体是指导入硫化仿真软件完成三维实体装配模型的零部件分类、网格划分、材料定义后进行充填计算，利用硫化仿真软件的结果后处理功能提取各浇口进胶重量随时间变化曲线，得到注胶完成时各层橡胶总重量。

7.一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理系统，其特征在于包括：

圆形浇口转换程序单元，用于在三维软件中对包含注胶流道浇口的金属橡胶复合制品模具的三维实体装配模型进行修改，按照等面积的原则将原来的圆形浇口转换成矩形浇口，且各矩形浇口的长度保持不变；

角度调整程序单元，用于在三维软件中调整各矩形浇口的角度使矩形浇口的边长均与基准坐标系中X轴或Y轴平行以利于在硫化仿真软件中进行网格划分；

流道实体建立程序单元，用于在三维软件中建立出矩形浇口处矩形的橡胶流道实体；

转换及后处理程序单元，用于将三维实体装配模型转换成硫化仿真软件可导入的交换文件格式并导入硫化仿真软件进行硫化仿真处理得到注胶完成时各层橡胶总重量。

8.一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理系统，包括计算机设备，其特征在于，该计算机设备被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的步骤。

9.一种金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理系统，包括计算机设备，其特征在于，该计算机设备的存储介质上存储有被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的计算机程序。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述金属橡胶复合制品充填分析时注胶流道等效处理方法的计算机程序。

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