HSCAE 华塑CAE-卡核

制造商：华中科技大学华塑软件研究中心

华塑CAE软件是华中科技大学模具技术国家重点实验室华塑软件研究中心推出的注塑模具成型华塑CAE3D系列软件,采用了国际上流行的OPENGL图形核心和高效精确的数值模拟技术，华塑CAE软件支持国内外材料数据库，因此分析结果准确可靠.华塑CAE软件还可以为方便用户提供塑料的流变参数测试，并将数据添加到华塑CAE软件的材料数据库中，帮助企业建立自己的材料数据库！

主要技术特色

HSCAE 6.10在继承和发扬华塑CAE软件操作简捷、分析准确和显示逼真等优点的基础上进一步凸现出如下技术特色：

（1）基于三维实体的动态仿真

传统的仿真软件均基于制品的中心层模型，但在三维模型中提取中心层难度很大，是妨碍注射成型仿真软件推广应用的瓶颈问题。HSCAE 6.10所提供的双面流技术能直接在三维实体模型表面划分网格，通过网格配对和引入边界控制保证对应表面的协调处理，不仅能处理内外对应表面相似的制品，而且能适应内外对应表面差异较大的制品。

应该指出的是，双面流技术显示塑料熔体的流动过程只能在制品表面上而不能在模具型腔里面。HSCAE 6.10在双面流技术的基础上创新性地实现了实体流功能。与双面流技术采用表面网格不同，实体流技术采用立体网格，可以更加逼真地演示熔体在透明模具型腔内的流动情形，而且用户还能借助于剖切功能考察熔体在任意时刻、任意位置和任意壁厚处的流动情形和有关数据。

（2）冷却分析中复杂结构的处理

现行冷却分析软件在处理喷流管、冷隔板和螺旋管等复杂冷却结构时，通常是采用一根或几根等效截面的直圆管来近似处理。简化之后的冷却结构和冷却水的流动方式与实际情况出入很大，计算机结果不够准确。HSCAE 6.10针对各种常用冷却结构分别设计了各自的网格单元，创新性地应用混合边界元法求解。实践证明，HSCAE 6.10所提供的冷却分析模块具有覆盖面广、求解速度快、计算结果准确等显著优点。

（3）基于双面流技术的应力和翘曲分析

根据浇口凝固效应和保压压力与温度分布的分析结果，应力和翘曲分析模块计算制品在壁厚和平面方向上应力随时间的变化以及制品在脱模时刻沿着壁厚方向的收缩。基于双面流技术采用一种特殊的双层壳体单元预测制品脱模时刻的翘曲变形。由于该方法借助于表面网格单元在厚度方向上的耦合约束进行分析，所以能够直接应用双面流的表面网格单元，用户无需增加工作量。其计算精度与传统的中面流技术采用单层壳体时的计算精度相当。

（4）数值计算和人工智能技术的结合

传统的CAE软件基本上都是被动式的计算工具。分析前需要用户先设计成型方案和工艺参数，分析后常常不知如何运用分析结果去指导生产。这在一定的程度上影响了CAE软件的推广和普及。为了发挥CAE软件的更大作用，HSCAE 6.10成功地引入了人工智能技术。在仿真系统中，对于注射时间、注射温度等具有连续取值空间的参数，采用基于人工神经网络的方法进行优化，对于分析结果的解释和评价则采用基于规则推理的方法来处理。例如HSCAE 6.10所建立的专家系统规则库便是以专家知识为基础，涵盖了有关短射、流动平衡、熔体降解、温差控制、保压时间、许可剪切应力、剪切速率和锁模力等方面的领域知识，在对分析结果进行综合和提炼的基础上，驱动专家系统进行推理，对成型方案进行评价并在分析报告中输出具体的改进建议。

HSCAE 6.10是在Windows环境下采用面向对象开发方法、有限元和边界元数值计算、人工智能及OpenGL图形平台开发的塑料注射成型过程集成化仿真系统。

根据塑料注射成型工艺和模具设计的需求，系统目前具有如下功能：

（1）直接采用塑料制品的三维几何模型进行仿真，支持stl、unv、inp、dat、ans、nas、cos、fnf、pat、MFD等十种格式的文件，实现了与通用CAD/CAM系统的无缝集成。

（2）能够自动划分具有疏密控制的自适应有限元分析网格，并提供网格修订工具，用于修复CAD模型的错误和优化有限元分析网格，能够提高网格质量和分析结果精度。

（3）提供开放式的数据库，包括塑料物理和流变参数、注射机参数、标准模架及典型结构数据等，还能为用户测试所提供塑料的流变参数，创建企业专用的材料数据库。

（4）提供创建模具浇注系统和冷却管道的快捷设计功能，支持流道常用截面和复杂冷却结构设计。

（5）能够预测塑料熔体在充模保压过程中的流前位置、融合纹与气穴位置、温度场、压力场、剪切力场、剪切速率场、表面分子取向、收缩指数、密度场、凝固层及锁模力等参数；

（6）能够预测制品和模具在冷却过程中的动态温度场分布、冷却时间和温差分布。

（7）能够预测制品出模时的应力分布和翘曲变形程度。

（8）提供塑料注射成型过程的可视化操作，动态显示注射机、模具和塑料熔体传输过程三位一体的协同工作过程。

（9）利用系统提供的实体流功能不仅可以模拟塑料熔体在制品上的流动过程，而且能模拟熔体在模具型腔中的流动，可以在制品任意截面上显示流动保压的分析结果。

（10）应用人工智能技术，优化成型工艺、评价设计方案及自动生成多语言版本分析报告。