Porovnání výsledků 2D a 3D modelování simulace toku spirálovou hlavou

Ing. Pavel KUBÍK

Diplomová práce

A comparison of results from 2D and 3D approaches for spiral mandrel die flow simulation

Abstract:

The most important thing of spiral die flow simulation in VEL software is to find difference, if there will be someone, between the 2D Spiral Die module and 3D-FEM module modeling results and try to make an alogorithm for better reading of 3D-FEM module modeling results. The Spiral die program has been used for designing a lot of dies around the world and most of them were successful. Spiral die program can be used for the die design, when the gap opens gradually and also the channel depth is changed gradually, with keeping in mind that the leakage is a little bit faster than the program predicts and the geometry should be gradually changing. The calculation of the last example confirms also this experience because this die is some kind of geometry extreme when the gap opens suddenly. It can be seen that in this case the Spiral die program fails to predict reasonably the distribution.

Abstract:

Jednou z nejdůležitějších částí procesu vyfukování je správný design a rozměry vyfukovací hlavy. Nejčastěji používaným typem vyfukovacích hlav je hlava spirálová. Simulace toku materiálu spirálovou hlavou je ale velmi složitá. Pro účely simulace se velmi často využívají specializované simulační softwary, jako je celosvětově využívaný simulační software Virtual Extrusion Laboratory, který obsahuje zjednodušený 2D modul, ale i 3D-FEM modul, jenž simuluje tokové chování taveniny s maximální přesností. Zatím, ale není znám algoritmus pro odečítání výsledků z 3D-FEM modulu a jejich následné srovnání z 2D modulem. Pro odečítání výsledků výtoku materiálu na výstupu z hlavy lze použít předdefinovanou funkci v panelu nástrojů. Je take nutné správně nastavit hodnoty výpočetního zařízení, protože 3D řešení neuvažuje automaticky výpočet teploty. Pro odečítání hodnot toku materiálu spirálou je nutné rozdělit hlavu pomocí funkce 2D řez a z těchto jednotlivých řezů pomocí funkce integrál pro každou spirálu stanovit hodnoty průtoku materiálu spirálou. Výsledkem testování uvedených softwarů je poznatek, že zjednodušený 2D modul je dostatečně přesný, aby mohl být použit pro návrh spirálové hlavy, kde se výstupní štěrbina otevírá pozvolna a stejně tak se i mění hloubka kanálu. Zároveň je nutné brát na vědomí, že průtok materiálu spirálou předpovídá o něco rychlejší, než ve skutečnosti je. U geometrií, u kterých se výstupní štěrbina otevírá náhle, 2D modul selhává při předpovědi průtoku materiálu na výstupu z hlavy.

Keywords

Vyfukování, 3D-FEM, polymer, spirálová hlava, Virtual Extrusion Laboratory software

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 5. 2008

Zveřejnit od: 23. 5. 2008

Identifikátor: 8449

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 4. 6. 2008
• Vedoucí: doc. RNDr. Jiří Vlček, CSc.

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Magisterský studijní program / obor:
Procesní inženýrství / Konstrukce technologických zařízení