面向ASP模式的塑料注射成型CAE系統
基于上述軟件應用技術的新開展,文章構造了一個基于=eb的遠程塑料注射成型AE系統,該系統能夠作為ASP效勞器端軟件,為推廣應用注射成型AE提供了一條新門路。
2塑料注射成型CAE遠程模擬系統2.1塑料注射成型CAE模擬bookmark1塑料注射成型的活動屬于非牛頓、非等溫、自由挪動邊境的活動問題(4)腔半壁厚,u,為,方向的速度,",%T為其在壁厚方向的速度均勻。
傳統的塑料注射成型充填模擬軟件都是采納基于“中性層”模型(Middle-Plane)的有限元/有限差分辦法。所謂中性層是假想的位于模具型腔和型芯中間的層面,其模擬過程如所示。基于這種型腔模型的CAE軟件在應用中具有很大的局限性,主要表如今:(1)CAE軟件的使用人員必需了解中性層的概念,用戶直接由產品模型構造中性層感到艱難;(2)獨立開發的CAE系統外型功能往往很差,根據模腔的CAD模型自動生成中性層模型又非常艱難,這極大地阻礙了CAE軟件的推廣和遍布;免,設計效率因此大打折扣,CAD、CAE的集成也不可能實現。
思考到上述的缺乏,作者創造性地引入型腔的外表模型取代中性層模型,這一創新使得由現行的模具設計CAD系統產生的型腔模型能夠直接應用于CAE軟件,突破了原有軟件的建模瓶頸,其模擬過程如所示,相應的具體算法見基金項目:國家自然科學基金贊助項目(編號= 19由-于爵統支持多里戶d主效勞還:提供了用戶數據的失密8形式1激發一個程序接管用戶提交的數據文件。bookmark11 2.2系統框架基于Web的遠程塑料注射成型CAE系統的總體構造如所示,圖中的各模塊相對獨立,可在不同的平臺開發,各模塊之間的交互通過一組預先定義的通訊信息來完成。基于這種音訊傳送機制,散布在局域網(LA5)上的各模塊獨特協作,象傳統的單一機器上的系統一樣構成一個整體運作。數值計算作為模擬系統的核心功能,占整個模擬過程的絕大部分工夫,在該系統中散布著多個雷同的數值計算模塊,當用戶的數量增長并超越某一閥值時,系統動態地追加這些模塊,相反,假如用戶數減至某一閥值,系統會自動釋放某些模擬模塊以備他用,這樣既進步了系統的響應性能,又不降低資源的利用率。
2.3系統構造如所示的塑料注射成型CAE模擬遠程系統分成如下幾部分:主效勞器、任務布局器、圖形產生器、模擬單元和用戶界面。
2.3.1主效勞器主效勞器充任系統的中心控制器。如所示,主效勞器提供與客戶端的Internet連貫,它實際上是一個基于Java的過程,允許多用戶并行在線操作。由于效勞器端的硬件資源總是有限的,所以主效勞器允許系統管理者自由調整并行連貫的最大數量。一旦與客戶端建立了連貫,主效勞器便發出指令給圖形產生器,由圖形產生器根據指令和用戶提交的幾何模型文件生成并返回GIF格式的圖形(如所示)。用戶選擇澆口和設置工藝參數后,主效勞器便注冊此任務并將其發送給任務布局器期待處置。另外,主效勞器還接管來自模擬單元的模擬剖析結果數據,并自動給遠程用戶發送E-mail告知所提交的模擬工作己完成。由于有限元的數值模擬是非常費時的工作,根據零件的復雜水平,可能須要幾分鐘到幾個小時,因此,主效勞器允許用戶查看所提交任務的狀態,估算需期待的工夫。機制,同時要堅持每一組數據的完好性,事實上,每一個用戶必需在系統內注冊以取得一個用戶ID和密碼,系統所產生的每一個數據都標識了用戶ID和任務ID. 2.3.2任務布局器任務布局器負責調配任務,創建并管理主效勞器所提交的任務隊列,該隊列米用先到先效勞(first-come-first-serve)的準則。任務布局器的另一主要宗旨是均衡所有模擬單元的工作負荷以保障每一任務的均勻響應工夫最短,負荷調配的根本方式為:任務布局器為每一個模擬單元設置一個狀態信號,“忙”或模擬單元處置完任務后發送音訊給布局器,布局器將其狀態重設為空閑,假如所有的模擬單元都處于忙狀態,布局器進入期待狀態。
2.3.3模擬單元模擬單元是一個基于Java的程序,主要包含兩個部分:一個部分負責同主效勞器通訊,另一部分負責驅動、控制本機上的數值計算程序,基于計算效率的思考,本機上的數值計算程序米用C++語言開發。
2.3.4圖形產生器圖形產生器的主要功能是根據遠程用戶所提交的數據文件產生GIF格式的產品幾何圖形,另一方面,圖形產生器同時還根據模擬單元所產生的結果數據文件產生GIF格式的模擬結果等值線圖或暗影圖。系統的主效勞器負責向用戶發送所生成的圖形。
2.3.5用戶界面基于閱讀器的用戶界面應該具有以下功能:用戶能夠提交須要上載的制品圖形文件。
提供一個窗口以顯示所有從效勞器發出的圖形(包括制品幾何圖形、剖析結果圖形),當然,系統還應提供一些控件(如按鈕、編輯框和選擇列表等),以便用戶對圖形停止縮放、平移、旋轉等操作。
應能自動保留所接受的所有圖形文件,以便用戶由某一視點從新閱讀時無需從新產生圖形和下載。
應該提供一個子窗筆供用戶選擇塑料材料牌號和設置工藝參數。
根據零件復雜水平,系統完成一個模擬任務可能須要幾分鐘到幾小時。因此系統應能在剖析完畢時自意向用戶發送郵件。
為了滿足上述需求,文章采納JavaJDK來開發基于閱讀器的用戶界面(如所示)。然而,由于平安方面的起因,Javaapplet不能進入客戶端的本地文件系統,因此,這里采納2.4系統應用步驟基于上述系統的塑料注射成型充填模擬過程分為如下三步:前處置。首先由用戶提供零件幾何模型的STL格式文件,目前的主流CAD軟件(如UG、IDEAS、PrE、AutCAD等)都可輸出這種格式,該零件的幾何模型的GIF格式文件將顯示在客戶端的一個基于Javaapplet的窗口,用戶能夠縮放、平移、旋轉該零件以選擇澆口(塑料注入地位)。另外,用戶還需完成一個基于Web的數據表,包括選擇塑料材料的種類牌號和設置各種成型工藝參數(如注射工夫、注射溫度、模具溫度等)。
數值計算。效勞器端獲取上述數據后,就可停止數值計算了,這個過程簡直沒有人機交互。
后處置。剖析完成后,將產生一組結果數據。客戶能夠閱讀剖析結果(如活動前沿、壓力散布、溫度散布等)的GIF格式的等值線圖或暗影圖,同時還會取得一個超文本格式的剖析報告。
3原型系統的實現3.1硬件平臺當前文章的原型系統僅僅包括5臺機器,安裝LINUX或WinT操作系統,一臺配置為128MBGAM和IntelCPUPentium 450MHz的機器作為主效勞器和任務布局器,為了取得流暢的圖形信息,裝備256MBGAM和IntelCPUPentium800MHz的機器充任圖形產生器,另外3臺配置IntelPentium 733MHzCPU的機器充任三個模擬單元。
3.2),首先必需注冊以便取得帳號和口令。用戶提交幾何模型數據文件后,系統顯示該零件的幾何圖形以便用戶設置澆口,而后定義工藝參數。上述前處置完成后,系統便進入注射成型CAE模擬,模擬結果由模擬單元發回主效勞器后,系統將自動發出一個E-mail音訊。由于圖形產生器生成GIF格式圖形所占用的CPU工夫很少,圖形更新的式,允許用戶在線操作圖形,根據該測試結果,大部分的GIF格式的圖形小于200K(800*600分辨率),通常只須要0.5秒CEGET內的遠程用戶就能在客戶端取得圖形,非CEGET用戶可能須要較長的工夫,然而,這種延時并不阻礙用戶平滑地操作系統。
4結論該文構造了一個高性能的基于Web的遠程塑料注射成型模擬系統,該系統給用戶提供了一個無需保護、易于使用的ITGTET上的CAE工具,該工具的根本特征是客戶無需安裝任何軟件就能應用CAE系統。同時,系統聯合多臺機器來完成計算任務,因此在多用戶環境中能夠高效快速地響應。假如將系統的數值計算算法設為并行算法X13Y,可將一個完好的計算任務分解在多臺機器上同時運行,這樣一來,在多用戶環境中,盡管每一個任務的總體處置工夫沒有變遷,每一個任務的均勻響應工夫將大大減少,因此,系統的性能可望優于傳統的模擬系統。同時,系統的構造辦法也適用于其它CAE系統。
對模具設計消費企業而言,通過ASP應用CAE軟件還具有其獨到的合適性,主要表如今/模具設計消費企業多屬中小企業,CAE軟件并非其核心業務,但應用CAE軟件對進步產品質量、減少試修模費用與工夫具有非常重要的意義,企業應用CAE技術勢在必行。
CAE軟件一般采納有限元、有限差分、邊境元等數值辦法,其計算與數據量相當可觀,須要裝備高性能的計算機;同時由于軟件技術含量高,其價格也相對昂貴。非常合適應用ASP技術。
CAE軟件剖析將生成海量數據,一般是通過等值線/暗影圖的方式將結果顯示在屏幕上,一般設計人員很難根據這些數據的散布判定成型質量并停止修正,ASP能夠為企業提供主動參加式專家效勞,領導做出剖析報告。
CAE軟件的交互操作相對較少,在目前Internet帶寬還非常有限的狀況下,比較實在可行。
實際上,ASP形式的核心理念是實現從產品到效勞的重心轉移,包括留神力的轉移,即軟件不再以銷售為主要宗旨、以效勞為增值形式,相反,而是以提供效勞增值和處置計劃為主要價值取向,銷售成為一種輔助的方式。
(/001年8月)