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ゆりかさどひら
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1 第 9 回 Autdoesk Simulation Moldflow ライブヘルプ押さえておきたい解析の基礎メッシュタイプの選定 - 流動解析編 - Autodesk プロダクトサポート

Moldflow ライブヘルプセッションの目的 Web 会議システムによる気軽に参加いただく 1 時間のサポートセッションテクニカルサポート電話サポート Web メールサポート FAQ サイトフォーラム開発部門へ製品不具合をレポートユーザ様固有の問題を迅速に解決ライブヘルプ

2 Moldflow ライブヘルプセッションの目的 Web 会議システムによる気軽に参加いただく 1 時間のサポートセッションテクニカルサポート電話サポート Web メールサポート FAQ サイトフォーラム開発部門へ製品不具合をレポートユーザ様固有の問題を迅速に解決ライブヘルプ 1. ASUG を通じて多くのユーザ様を直接ヘルプできる 2. 直接フィードバックを頂くことができる (Q&A セッション ) 3. テクニカルサポートから積極的な情報発信ができる 4. セッションの録画を全ユーザ様へ公開忙しくてセミナートレーニングに出張が難しいユーザ様にもお勧めです!

3 まずはじめに解析モデルの作成プロセス CAD モデルの簡略化メッシュ調整 ( サイズ修復 ) メッシュタイプの選定各メッシュタイプのセオリーを知ることでどのように選べばいいのかが分かってくる

4 本日のトピックメッシュタイプについてメッシュタイプ選択基準メッシュ選定の条件ゲート & ランナーのモデリングケーススタディケーススタディ 1 ケーススタディ 2 ケーススタディ 3 本日の Q&A

5 本日のトピックメッシュタイプについてメッシュタイプ選択基準メッシュ選定の条件ゲート & ランナーのモデリングケーススタディケーススタディ 1 ケーススタディ 2 ケーススタディ 3 本日の Q&A

5:1 以下を推奨製品のサーフェス面 ( 三角形要素 ) 3D 形状をそのまま流できる反対面にある要素と一致させる必要がある ( 推奨 85% 以上 ) 最大アスペクト比 20:1 以下を推奨

6 各メッシュタイプの特徴メッシュタイプについて 1/6 メッシュは 3 タイプから選択 Mid Plane( ミッドプレーン ) 樹脂流 Dual Domain( デュアルドメイン ) 樹脂流 3D 樹脂流肉厚方向断面肉厚方向断面肉厚方向断面製品の中心または中 ( 三角形要素 ) 3D 形状をそのまま流ができない全体の要素数が少なく計算時間が早い最大アスペクト比 20:1 以下を推奨平均アスペクト比 5:1 以下を推奨製品のサーフェス面 ( 三角形要素 ) 3D 形状をそのまま流できる反対面にある要素と一致させる必要がある ( 推奨 85% 以上 ) 最大アスペクト比 20:1 以下を推奨平均アスペクト比 5:1 以下を推奨製品のボリュームソリッド ( 四面体要素 ) 3D 形状をそのまま流できる肉厚方向の完全な 3D 表現が可能最大アスペクト比 50:1 以下を推奨平均アスペクト比 20:1 以下を推奨

7 各メッシュタイプの熱損失メッシュタイプについて 2/6 断面 View 断面 View Mid Plane Dual Domain 3D 熱損失は製品表面のみ考慮エッジ部は考慮されない全方向熱損失を考慮エッジ部の熱損失による流動の影響はほとんど考慮されない全方向熱損失を考慮エッジ部の熱損失による流動の影響も考慮

8 メッシュタイプ選定前の基本情報 1 (Midpalne と DualDomain) Mid Plane メッシュタイプについて 3/6 以下の仮定 (Hele-Shaw) を適用できる解析 Stokes 方程式 ( 流動は層流 ) 慣性や重の影響は無視できる Dual Domain 薄の成形品であればこれらの流動への影響は少ない肉厚向の熱の対流は無視できるエッジ部の熱損失は無視できる薄の成形品であればこれらの流動への影響は少ない

9 メッシュタイプ選定前の基本情報 2 (Midpalne と DualDomain) メッシュタイプについて 4/6 肉厚方向の表現厚さはラミネート ( 分割された層 ) によって再現プロファイル結果はそれぞれのラミネートの情報デフォルトでは 12 層 ( 最大 20 層 ) 固化層 DualDomain 要素 Midplane 要素

10 Mid Plane と Dual Domain の傾向 3DCAD 形状からの解析モデル作成時間 Mid Plane 多い傾向 > Dual Domain 少ない傾向メッシュタイプについて 5/6 Mid Plane は中のモデリングが別途必要になるため全体のモデリング時間がかかる計算時間 Mid Plane Dual Domain < Mid Plane は少ないメッシュ数で解析ができるため計算時間が短い少ない傾向多い傾向トータルの作業時間で考慮

11 メッシュタイプ選定前の基本情報 (3D メッシュ ) 3D 完全 3 次元 Navier-Stokes 方程式 (Stokes 方程式 ) すべての方向の熱伝達を考慮メッシュタイプについて 6/6 慣性や重を考慮したオプションを利できる一般的に射出などによって引き起こされるにべて慣性項と重量はきな要因 ( ) ではないため規定ではオフになっている厚内部の温度厚内部のすべてのノードにおいての圧温度 3 次元速度成分を計算

12 本日のトピックメッシュタイプについてメッシュタイプ選択基準メッシュ選定の条件ゲート & ランナーのモデリングケーススタディケーススタディ 1 ケーススタディ 2 ケーススタディ 3 本日の Q&A

13 メッシュタイプの選択基準 1 モジュールによる選択メッシュ選定の条件 1/2 Dual Domain Midplane 3D 特殊成形解析の場合は対応メッシュを確認

14 メッシュタイプの選択基準 2 製品形状による選択 Mid Plane メッシュ Dual Domain メッシュ成形品は全体的に薄肉で均肉メッシュ選定の条件 2/2 3D メッシュ成形品は全体的に肉厚や偏肉横幅と厚みの率が最低でも 4:1 以上推奨は率が 10:1 以上厚みエッジ部の熱損失による流動の影響が無視できなくなる横幅 ( 厚み 10) 横幅 ( 厚み 4) 横幅 ( 厚み 2)

15 本日のトピックメッシュタイプについてメッシュタイプ選択基準メッシュ選定の条件ゲート & ランナーのモデリングケーススタディケーススタディ 1 ケーススタディ 2 ケーススタディ 3 本日の Q&A

16 ゲート & ランナー部のモデリングゲート & ランナー部は 2 択ゲート & ランナーのモデリング 1/5 ただしフィルム状や扇状のゲートの場合はゲート部のみ Midplane や DualDomain の選択肢がある Mid Plane Dual Domain 3D ビーム線要素円形の断面形状を簡略的に再現円形以外の断面形状も等価直径として簡素化円形断面形状の再現が不可円形断形状のエッジ認識による流動の影響に懸念

17 Mid Plane ビーム要素の場合は以下の仮定を適用できる解析ゲート & ランナーのモデリング 2/5 ビーム Stokes 方程式 ( 流動は層流 ) Dual Domain 慣性や重の影響は無視できる肉厚向の熱の対流は無視できるエッジ部の熱損失は無視できる断において全向の熱損失流動の影響も考慮断面

18 ビームと 3D メッシュを比較 - 断面 - 断向の精度については? ビームゲート & ランナーのモデリング 3/5 3D メッシュ断面デフォルト半径方向 12 層デフォルト肉厚方向 6 層層流であればビームでも精度が予想される断面アドバンスオプションより最大半径方向 20 層まで設定可能メッシュオプションより最大肉厚方向 20 層まで設定可能

19 ビームと 3D メッシュを比較流路の縮流部 - 断面が変化する縮流部での圧損失については? スプルーランナー部寸法変化ゲート 3D メッシュは三次元的な流れにより再現可能ビームではジャンクチャーロス係数で再現可能ゲート & ランナーのモデリング 4/5 樹脂流れ形状急変部圧損失を精度よく計算するための係数ゲート部分等ジャンクチャーロス圧損失 Moldflow 材料詳細レオロジープロパティ

20 ゲート & ランナー部はビーム要素によって計算時間を短縮しさらに必要精度を得られる可能性がいただし以下のことに注意ゲート & ランナーのモデリング 5/5 ゲートなどの急変部の圧損失は材料データの精度 ( ジャンクチャーロス係数 ) も重要性質上複雑な体形状の表現は苦手性質上温度や樹脂の流れ等の非対称性は考慮できないゲート & ランナー部の温度分布樹脂の流れ等をより詳細に確認したい場合は 3D メッシュを推奨

plane + 3D NG ビーム + Dual Domain + NG ビームはすべての要素と併用可 Dual

21 補 : 異なる要素同時の併 + フィルム状や扇状のゲートを Modlflow 上で作成する場合ゲート部のみを Midplane として作成することがある Mid plane Dual Domain Mid plane Mid plane + 3D NG ビーム + Dual Domain + NG ビームはすべての要素と併用可 Dual Domain 3D 3D Mid Plane と Dual Domain は必然的にゲート & ランナー部にビームを使用

22 本日のトピックまずはじめにメッシュタイプについてメッシュタイプ選択基準メッシュ選定の条件ゲート & ランナーのモデリングケーススタディケーススタディ 1 ケーススタディ 2 ケーススタディ 3 本日の Q&A

23 ケーススタディ 1 - マウスカバー - ケーススタディ 1 1/4 製品肉厚 0.5mm( 均肉 ) 100mm

24 この製品は全体的に薄肉であり均肉形状ケーススタディ 1 2/4 DualDomain メッシュが有利であるように思えるが Dual Domain 確認のため 3D でもメッシュモデル作成 3D

25 3D メッシュモデルのメッシュ品質確認ケーススタディ 1 3/4 DualDomain グローバルエッジ 3mm 6 層 ( デフォルト ) グローバルエッジ 1.5mm 6 層グローバルエッジ 3mm 最低限の品質は確保できるしかしベターでは無い

26 もし繊維配向解析もうのであればケーススタディ 1 3/4 3D メッシュ最低限肉厚方向 8 層は必要想定したレベルの解析精度よりもさらにメッシュを細かくしなければならない場合もあるグローバルエッジ 1mm 8 層計算時間の増加の可能性作業性を考慮すると DualDomain メッシュが有利な傾向

27 本日のトピックまずはじめにメッシュタイプについてメッシュタイプ選択基準メッシュ選定の条件ゲート & ランナーのモデリングケーススタディケーススタディ 1 ケーススタディ 2 ケーススタディ 3 本日の Q&A

28 ケーススタディ 2 - ハンドル製品 - ケーススタディ 2 1/4 製品肉厚外形寸法 20mm 50mm 15mm 10mm 200mm

29 この製品は全体的に肉厚であり偏肉形状 3D メッシュが有利であるように思えるがケーススタディ 2 2/4 Dual Domain 3D 確認のため DualDomain でもメッシュモデルを作成

30 DualDomain モデルのメッシュ品質確認ケーススタディ 2 3/4 グローバルエッジ 5mm( デフォルト ) グローバルエッジ 2.5mm グローバルエッジ 1.0mm 58.5% 64.7% 66.8% メッシュを細かくしても一致パーセンテージはほとんど上がらない

31 DualDomain モデルのメッシュ品質確認ケーススタディ 2 3/4 グローバルエッジ 1.0mm ベース形状でも不致箇所が多数 Dual Domain の形状認識のイメージ 20mm 肉厚情報 15mm 肉厚情報 10mm 肉厚情報 66.8%

32 3D モデルのメッシュ品質と解析結果ケーススタディ 2 4/4 グローバルエッジ 5mm( デフォルト ) 高品質なメッシュを確保できるか否かも重要なメッシュ選定の基準

33 本日のトピックまずはじめにメッシュタイプについてメッシュタイプ選択基準メッシュ選定の条件ゲート & ランナーのモデリングケーススタディケーススタディ 1 ケーススタディ 2 ケーススタディ 3 本日の Q&A

34 ケーススタディ 3 - カバー製品 - ケーススタディ 3 1/6 製品肉厚 1.5mm( 均肉 ) コア形状は外周のリブのみリブは 1.3mm 150mm

35 これは実際のお問い合わせに基づいたケーススタディですケーススタディ 3 2/6 モデルは LiveHelp 用に再構成した形状で実際頂いた形状とは異なりますご質問内容 : 実成形のフローパターンと解析のフローパターンが違う解析のフローパターン実成形のフローパターンのイメージ図両側面のフローパターンに大きな違い

36 メッシュタイプ :DualDomain 材料データ :PC メッシュ品質 : 良好材料品質 : シルバー ( 充填インジケータ ) プロセス設定 : 自動設定多用 ( 改善の余地あり ) ケーススタディ 3 3/6 充填制御を自動射出時間指定 ( 数パターン ) V/P 切り替えを自動充填体積 98% しかしフローパターンには効果無し 3D メッシュ化して本モデル (DualDomain) と解析結果を比較

37 解析結果比較ケーススタディ 3 4/6 DualDomain 3D 3D メッシュモデルの方が実際のフローパターンに近い結果になった

38 解析結果比較ケーススタディ 3 5/6 3D 速度結果リブがフローリーダーになり側への流れが速くなっていた! 厚肉部として Dual Domain では再現できない

39 ケーススタディ 3 6/6 ではリブがあると 3D メッシュにしなければいけないの? 今回は非常に流れづらい条件粘度のい ( 流れづらい ) 樹脂薄肉形状 1 点サイドゲート + 加えてリブもベース肉厚に対して厚い実成形でもショートやバリが多発していた DualDomain 3D 樹脂に Generic PP を使した場合の例条件も考慮しなければならない場合もある極端に流れづらい条件でなければ DualDomain でも特に問題はなかったと思われる

40 補足 : このような形状にも注意補足 1/3 スラブ形状グリル形状 A-A A エッジの面積が多いこれら表面形状は大きい熱損失ときい流動抵抗が生じる DualDomain メッシュ再現が難しい? Midplane メッシュ等価肉厚と形状ファクターを設定することで流動抵抗を近似

41 Midplane 成形品表面プロパティ補足 2/3 寸法によって等価厚と形状ファクターを動計算 [ その他の形状 ] から直接も可

42 ビーム要素を併用補足 3/3 A-A ビーム要素 A Midplane 要素, または DualDomain 要素成形品ビームプロパティ適切な等価厚と形状ファクターを

43 まとめそれぞれのメッシュタイプには短がありますメッシュタイプの選択の判断に迷った場合まず充填解析をい充填時間 ( フローパターン ) などからメッシュタイプ選択の妥当性を判断してくださいメッシュタイプの選定で考慮すべきはまず 1 番に結果の精度や信頼性そして目的メッシュの特性実績や経験評価したい結果次に作業性解析実時間モデル作成時間ただし 2 つはトレードオフ実績や経験に基づき最低限の精度のみ確保し作業時間短縮など作業性を重視するなど最終的には解析者がトータルをて判断

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PowerPoint Presentation 第 18 回 Autodesk Moldflow ライブヘルプ What s New Autodesk Moldflow 2018 オートデスク株式会社プロダクトサポート Autodesk Moldflow ライブヘルプ Web 会議システムによる気軽に参加いただく 1 時間のサポートセッション目的多くのユーザ様を直接ヘルプできる直接フィードバックを頂くことができる (Q&A セッション