Moldflow實驗設計分析

2016-11-08 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網

一、實驗設計分析

實驗設計 (DOE) 是一種統(tǒng)計工具,使您可以看到某些干預(如更改實驗工藝變量)對零件質量所產生的影響。通過在改變所選工藝條件的同時運行一系列實驗,然后根據用戶定義的質量指示器計算結果,DOE 還可以指示哪些工藝條件對給定的質量指示器產生的影響最大。

與通過相對傳統(tǒng)的反復試驗獲得的信息相比,DOE 的優(yōu)勢是從測試數據的生成陣列中獲得的高質量信息顯著增多。通常,可在設計階段隨時運行 DOE 分析。但是,最好在選擇了材料和澆口位置并執(zhí)行了初始分析后再使用。

DOE 分析將通過改變所選輸入變量的值并自動啟動一系列分析,從而來找出最佳工藝條件,例如:

● 模具/熔體溫度。

● 注射/保壓時間。

● 厚度倍加器。

● 注射/保壓曲線倍加器。

這樣做可以拓寬(單點)質量指示器的選擇范圍,其中包括:

● 流動前沿溫度、剪切應力、注射壓力、鎖模力,

● 體積收縮率、縮痕深度、零件重量、周期時間。

中性面、雙層面和 3D 網格類型均支持 DOE 分析,該分析適用于所有成型過程

二、DOE 分析的特點

DOE 分析可與任何分析序列(包括填充、保壓、冷卻、翹曲和收縮)一起運行。中性面、雙層面和 3D 網格類型支持 DOE 分析,該分析適用于所有成型過程。

設置 DOE 分析時,您可以進行以下操作:

● 更改任何數字工藝設置,

● 更改所有數字邊界條件,例如,冷卻液流動速率,

● 對模型進行幾何更改,例如,厚度,

● 從多個實驗設計中選擇,

● 基于任意分析序列的結果設置質量測量,

運行 DOE 分析后,您能夠:

● 輕松解釋結果,

● 確定出生成任意給定結果的工藝設置,

● 導出結果,以便可以將它們導入到其他統(tǒng)計分析包

DOE 分析可幫助制造工程師了解工具和零件設計對工藝變量變化的敏感度。從而提供對零件或工具設計進行更改的建議,使成型更加穩(wěn)定。

2.1 點的多解

DOE 分析的最大優(yōu)勢是可提供解決方案和圍繞此解決方案的信息,有助于工程師改進零件設計或更改輸入參數以提高零件質量。

2.2 求解時間

DOE 分析所需的工程師手動輸入較少,使用當前軟件設置 DOE 分析比較耗時。通?？煽s短試模時間,因為您通常能夠知道哪些輸入影響零件質量,哪些不影響。

2.3 提高質量

DOE 分析可提出工程師可能想不到的解決方案,并且可以幫助確定出能夠提高零件質量的研究方向。

2.4 提出科學的方法以獲得更好的零件質量

DOE 分析較穩(wěn)定,并且應用到工程設計中的時間較長,工程師通常接受過有關 DOE 的培訓,并且了解功能限制。

DOE 分析是一種公認的工程工具。因此,實現此類工具幾乎不存在任何障礙。

2.5 有助于擴展知識

由于能夠以實時直觀的方式將物理輸入和物理輸出聯(lián)系起來,所以可以自學。

三、DOE 分析的限制

有必要仔細觀察 DOE 分析結果,以確定結果是否有意義。如果結果無意義,則需縮小輸入變量的范圍并重新運行分析。

在某些情況下,影響分析方法和響應分析方法均可能生成不大可能的結果,這是由于統(tǒng)計方法的實施存在限制所致。此類結果可能以下列形式出現:

3.1 負值

為使響應實驗分析以最少的運行次數生成 DOE 結果,會對數據應用二階方程。大多數情況下,這會生成合理的結果。但是,當數據點之間存在較大差異時(如發(fā)生短射時),二階擬合曲線將落到 x 軸下方,從而生成負值。

Moldflow實驗設計分析moldflow分析案例圖片1

解 : 如果發(fā)現負值,可縮小輸入數據的范圍,以更加明確地選擇關注區(qū)域并排除外側數據點,然后重新運行分析。此操作在“DOE 生成器”的“變量”選項卡中完成。

3.2 運行 Taguchi 方法時出現的不大可能的數據或具有不利影響的數據

運行影響實驗分析時,使用基礎方法所需的實驗次數以 2 x 形式遞增,

其中, x = 輸入變量的數目。

盡管計算出的輸入變量對質量標準的百分比影響完全歸因于使用此方法的變量,但分析時間可能會變得過長。要縮短分析時間,此處使用 Taguchi 方法來分析輸入變量對質量標準的影響。

對于相同的實驗運行次數,Taguchi 方法使用正交組合來增加可以包括的變量數。這樣,通過此方法選擇 3 個變量時所需的運行次數為 4,而非 23 = 8

同理,如果選擇 7 個變量,則只需運行 8 次實驗,而非 27 = 128。

此方法的缺點是,計算出的輸入變量的影響不再完全取決于該變量,而是部分取決于與其他變量的正交關系。大多數情況下,這種影響并不明顯。但是,如果給定變量的影響可以忽略但該變量與其他變量間存在明顯的交叉影響,計算出的結果將體現出這種交叉影響。

四、DOE實驗類型

實驗設計提供四 (4) 種實驗類型,類型的選擇取決于個人目的。

4.1 一個變量

一個變量計算選擇的單個變量對所選零件質量標準的影響。這是最為快速的 DOE 實驗,而如果您只對一個變量的影響感興趣,此實驗將是一個理想的選項。此實驗的結果將寫入“分析日志”?？稍凇胺桨溉蝿铡贝案竦摹敖Y果”部分訪問數據的 XY 圖。

4.2 變量影響 (Taguchi)

變量影響計算您所關注的每個變量對所選零件質量標準的相對影響。根據相對影響對變量進行評級,變量的影響越明顯,其百分比越高。由于結果嚴格按百分比評級,因此將寫入到“分析日志”中;不進行繪圖。

如果不確定要監(jiān)視哪些變量,推薦運行變量影響實驗。DOE 求解器將啟動一組經過優(yōu)化的分析以確定此評級,而您可以根據結果判定是監(jiān)視所有所選變量,還是監(jiān)視其子集。您可為此實驗選擇任意數量的輸入變量。

4.3 變量響應 (面心立方)

如果已確定要監(jiān)視的變量,可選擇“變量響應”來確定其對您所關注的各個質量標準的影響。在此實驗中,將運行相比于“變量影響”更大的一組實驗,從而對輸入變量的不同組合進行大量測試。因此,此實驗所花費的時間大于之前兩種實驗。您可為此實驗選擇任意數量的輸入變量。

此實驗的結果將寫入“分析日志”,可在“方案任務”窗格的“結果”部分訪問數據的 2D/3D 響應曲面圖。然后其結果可以圖形方式進行檢查以確定最佳條件。

4.4 變量影響及響應

變量影響及響應使用 Taguchi 方法確定哪個變量對特定質量標準的影響最大,然后對最重要的輸入變量運行大量的因子實驗,以確定它們如何影響零件質量。如果關注對各種輸入變量對于零件質量的影響,但不確定哪些輸入變量的影響最大,則應選擇此選項。此實驗的輸入變量的最小數量為三 (3)。如果保留默認值為三,但選擇了三個以上變量,將使用 Taguchi 方法對所有選擇的變量進行評級,其中三個影響最大的變量將用于響應實驗。

首先將各種輸入變量的評級寫入到“分析日志”,然后再寫入響應數據?？稍凇胺桨溉蝿铡贝案竦摹敖Y果”部分訪問數據的 2D/3D 響應曲面圖。然后其結果可以圖形方式進行檢查以確定最佳條件。

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