CN113076702A - 一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热成型模具技术领域，具体的说是一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法。一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，其特征在于：具体方法如下：（1）对单条复杂的水道进行几何模型处理；（2）建立水道的CFD模型，通过仿真分析，得到水道上的压力和流量关系；（3）建立参数化的单圆管水道，即单圆管水道相当于等效水阻；（4）建立直管水阻表；（5）把复杂的水道的压力和流量关系，与直管水阻表中数据对比，找出最接近的两个水阻。同现有技术相比，提供一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，把每条复杂水道，等效为单圆管水道，解决了仿真难度的问题，并可快速确定出合理的水阀开度、确定整个系统的流量的分配关系。

Description

一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法
技术领域
本发明涉及热成型模具技术领域，具体的说是一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法。
背景技术
汽车超高强度钢采用热成型工艺，把硼钢加热到奥氏体转化温度950度左右，在模具中成型并快速冷却。为了达到必要的冷却速度，必须采用冷却水道。整个模具冷却水道可分为多条冷却水道，各条冷却水道流量分配不合理，可导致模具一部分过热，一部分过冷。对多腔热冲压模具（一模多件），这个问题更加突出。
各条冷却水道的流量可通过加装水阀来解决，但水阀调整量难以确定。并且，多条水道的分析中，如果建立整体冷却管路的CFD仿真模型，分析整个模具的流速，这导致仿真模型会非常大，难以分析出结果。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，把每条复杂水道，等效为单圆管水道，解决了仿真难度的问题，并可快速确定出合理的水阀开度、确定整个系统的流量的分配关系。
为实现上述目的，设计一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，其特征在于：具体方法如下：
（1）对单条复杂的水道进行几何模型处理；
（2）建立水道的CFD模型，通过仿真分析，得到水道上的压力和流量关系；
（3）建立参数化的单圆管水道，即单圆管水道相当于等效水阻；
（4）建立直管水阻表；
（5）把复杂的水道的压力和流量关系，与直管水阻表中数据对比，找出最接近的两个水阻。
所述的单条水道包括一个进水口、一个出水口，中间包括复杂的串并联管路。
所述的单圆管水道包括一个进水口，一个出水口，中间有一定长度的圆管；单圆管的直径可参数化。
所述的直管水阻表包括若干个直径的单圆管的压力和流量关系。
所述的步骤（5）中，采用线性插值，确定出复杂的水道等效为单圆管水阻的直径。
本发明同现有技术相比，提供一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，把每条复杂水道，等效为单圆管水道，解决了仿真难度的问题，并可快速确定出合理的水阀开度、确定整个系统的流量的分配关系。
附图说明
图1为本发明实施例中单条复杂的水道结构示意图。
图2为本发明实施例中的等效水阻几何模型图。
图3为本发明实施例中复杂的水道的水阻特性在等效水阻特性曲线中的位置示意图。
图4为本发明实施例中单条复杂水道的CFD流速分析结果图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，具体方法如下：
（1）对单条复杂的水道进行几何模型处理；
（2）建立水道的CFD模型，通过仿真分析，得到水道上的压力和流量关系；
（3）建立参数化的单圆管水道，即单圆管水道相当于等效水阻；
（4）建立直管水阻表；
（5）把复杂的水道的压力和流量关系，与直管水阻表中数据对比，找出最接近的两个水阻。
单条水道包括一个进水口、一个出水口，中间包括复杂的串并联管路。
单圆管水道包括一个进水口，一个出水口，中间有一定长度的圆管；单圆管的直径可参数化，这样可以变成多个中间圆管的水路。
直管水阻表包括若干个直径的单圆管的压力和流量关系。
步骤（5）中，采用线性插值，确定出复杂的水道等效为单圆管水阻的直径。
把单条复杂水道，等效为只包含一个水管的水道。可方便单条水道水量的调整，以及水道设计优化；把单条复杂水道，简化为等效水阻，可用于分析大型的模具冷却系统，并用于调整冷却流量的分配。
实施例：
本发明的关键在于建立直管水阻表，包括不同直径下，等效水阻具备的压力流量特性。对单条复杂的水道，通过流体仿真分析，得到该条水道的压力流量特性。根据相同的压力流量特性，确定出等效水阻的中间圆管的直径。
图1是单条复杂的水道设计图。图4是某个压力下水管中的流速。水阻特性如图3中带点线所示。
图2是等效水阻示意图。图3中是多个直径下等效水阻的压力和流量特性。
图3中包含了单条复杂的水道的压力流量特性，也包含多条等效水道的压力流量特性。根据等效关系，可以看出，图1中的复杂的水道，其压力流量特性在直径10mm圆管的等效水阻与直径20mm圆管的等效水阻之间，接近直径15mm的圆管。也就是说，本实施例中的复杂水道可以等效为一个中间圆管管径为15mm的简单水道。

Claims (5)

1.一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，其特征在于：具体方法如下：
（1）对单条复杂的水道进行几何模型处理；
（2）建立水道的CFD模型，通过仿真分析，得到水道上的压力和流量关系；
（3）建立参数化的单圆管水道，即单圆管水道相当于等效水阻；
（4）建立直管水阻表；
（5）把复杂的水道的压力和流量关系，与直管水阻表中数据对比，找出最接近的两个水阻。
2.根据权利要求1所述的一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，其特征在于：所述的单条水道包括一个进水口、一个出水口，中间包括复杂的串并联管路。
3.根据权利要求1所述的一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，其特征在于：所述的单圆管水道包括一个进水口，一个出水口，中间有一定长度的圆管；单圆管的直径可参数化。
4.根据权利要求1所述的一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，其特征在于：所述的直管水阻表包括若干个直径的单圆管的压力和流量关系。
5.根据权利要求1所述的一种热成型模具冷却水道等效水阻计算方法，其特征在于：所述的步骤（5）中，采用线性插值，确定出复杂的水道等效为单圆管水阻的直径。
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