Abaqus挤吹工艺仿真深入分析

HDPE材料由于其化学稳定性，广泛应用于漂白剂、机油、洗涤剂、奶类、蒸馏水、调味品等诸多产品的一级包装（直接接触产品）。有关HDPE的化学、热学、力学性能这里不再详述，有兴趣的读者可以深度研究一下。

挤吹工艺广泛应用在HDPE塑料制品生产工艺中，常见的经过挤吹工艺生产的商品包装有：洗发水瓶体、洗衣液瓶体、固体颗粒类药品瓶体、桶装调味品、油桶、汽车零配件等。

一般做挤吹工艺仿真，CAE工程师首先收到下图所示类瓶体模型，大多数时候，我们收到的瓶体模型是STP实体格式的。我们第一步是导入模型，具体步骤如下： Abaqus-->File-->Import-->Part  选择零件格式为STP，然后点击 OK 导入零件模型。

我们然后确定分模面，一般瓶体为对称结构，我们选凸起的特征处的中心线方位确定模型的分模面，如上图所示，水平中线位置为分模面位置。要切分几何，我们首先要建立一个参考面：Abaqus-->Tools-->Datum-->Plane-->3 points, 我们采用3点法生成参考面。或者点击下图所示快捷功能按钮：

Abaqus能够捕获几何模型上的点，以黄色小点标识：

我们顺利创建参考面后，就可以对瓶体进行切分了：Abaqus-->Tools-->Partition-->Face-->Use Datum Plane, 或者点击：

此时，Abaqus会自动选择好瓶体准备切分，按照提示选择好参考面对瓶体外表面进行切分即可。

然后对切分后的实体模型part进行复制，因为我们要把这个模型做成模具的上下两部分，复制后分别对两个part进行重命名，一个叫 Down、另一个叫 Up （这里名字随意叫，只是为了区分）

下面要做的就是分别把两个part对应的多于半边模型去除，我们采用拉伸切割放方法实现：Abaqus-->Shape-->Cut-->Extrude,或者：

然后选择刚才建立的参考面为草绘面，选择草绘的右边参考（选择模型右侧的一根直线即可），在草绘界面绘制一个可以覆盖全部模型的矩形即可，点击确定。然后选择拉伸切除方向，选择 Through all 即可，我们最终要得到如下的两个part， 其装配相对位置如下：

接下来，我们首先用抽壳的方法得到瓶体外表面。步骤如下：Abaqus-->Shape-->Shell-->From Solid, 也可以点击Part模块下的工具图标快速启动抽壳功能：

启动抽壳功能之后，选择要抽壳的实体模型，然后点击确定或者点击鼠标中间确定，就得到瓶体外表面。

然后对两个part添加压面，通过草绘平面的方法：Abaqus-->Shell-->Planar, 或者选取：

同样，选择之前创建的参考面作为草绘面，选择模型高度方向直线作为右参考边，进行草绘。要利用 Project Edges工具，

把切面上的轮廓线转化成实线，同时画出外围压面外边框。注意相对尺寸，画的太宽会增加网格，以实际模具尺寸为准。

画完之后确定，我们可以分别得到两个part，如下所示：

下面，我们创建挤吹的瓶胚模型：

完成瓶胚建模之后，进行仿真模型装配，如下即可：

这时候，应该给瓶体上下两个模具part改一下属性：

把part类型改为离散刚体，仅需对part画网格即可，不用赋予材料属性。计算过程中以刚体形式存在。

然后分别对每个模具part指定参考点：Abaqus-->Tools-->Reference Point... ，以后在给模型定义边界条件时，仅需定义两个part的参考点的位置约束即可实现压模的过程。

剩下的工作包含：定义材料属性-->创建Membrane Section-->给瓶胚赋予属性。（膜单元对于仿真吹塑类模型比较合适）； 定义显式动力学分析步(Dynamic Exlicit )，适当使用质量缩放来提高计算速度，一般20倍Mass Scaling，这里有重点啊，一定注意要（Uniformly）均布、均布、均布，选 if below可能造成局部小单元密度过大，该处变形不协调。

； 创建接触，对于显式动力学分析，一般创建通用接触即可； 对模具参考点在 Load模块定义边界条件，对瓶胚设定压强载荷条件并使用适当的加压曲线； 最后对所有instance 画网格，一般模具采用1mm网格， 瓶胚采用 0.5mm网格，需要比较精细的结果可以采用0.2mm网格；画网格之后，要把腔体内部面上的网格删除，因为计算的时候，哪里有网格，哪里就有参与计算的结构。

最后说一下重点啊，前面怎么建模都可以，就是不要定义阻尼（材料、接触）！否则你的模型将算的巨慢，呜呜。。。血的教训啊！

关于瓶胚加压曲线，这里需要讨论一下。要根据实际需求创建加载历程，如下：我们可能需要在瓶胚达到不同的膨胀半径的工况下开始加紧模具，并对胚料进行压切。

不同的状态下，模具加紧，对瓶体厚度分布有很大影响。所以CAE工程师要根据需求，设计不同的加压曲线。

最后，进入Job模块你就可以创建一个分析工作，提交计算，等着看结果。说明一下，Abaqus算吹塑仿真，速度杠杠滴！你会在起身还没泡好茶的情况下发现Abaqus已经开始飞速给你写ODB文件了（有点夸张哈），算完就该看计算结果了。

Abaqus能够在后处理中创建瓶壁某一切口上有节点组成的Path，还能够基于Path提取瓶体沿指定切口线上的厚度分布数据；或者直接得到整个瓶体有效部分厚度分布 STH 的结果数据、以及用料量 (g) 。

挤吹工艺仿真动画：

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删