본문 바로가기
CAE

CAE-사출성형해석(Moldflow)9

by 뭉형 2022. 5. 7.

Circuit reynolds number result는 냉각 채널 각 부분별 Reynolds number를 나타내는데, Reynolds number는 입수부의 냉각수 flow rate과 냉각 채널 직경에 비례하고 냉각수의 동점도에 반비례한다. Reynolds number는 냉각수 냉각 효율을 판단하는 기준이 되며, Reynolds number가 10,000에 가까워질수록 냉각효율은 커진다. 즉 냉각수 유속이 증가하여 냉각수의 흐름이 층류에서 난류가 될수록 냉각 효율은 커진다. 그러나 더 빠른 유속에 의하여 Reynolds number가 10,000 이상으로 높아져도 냉각 효율은 더 이상 증가하지 않는다. 따라서 Reynolds number가 10,000에 가까워지도록 냉각수의 flow rate를 조절할 필요가 있다. AMI 냉각 해석에서는 냉각수 유속 제어 방법을 Reynolds number 또는 Flow rate로 설정할 수 있는데, Flow rate로 설정하면 설정한 유속에 의한 Reynolds nubmer가 계산되어 표시되고, Reynolds number로 설정하면 설정한 Reynolds number를 달성하기 위한 적합한 유속이 계산되어 표시된다.

Circuit coolant temperature result는 냉각수의 온도 변화를 나타낸다. 일반적으로 냉각수는 입수부를 통과하여 금형 밖으로 나올 때까지 캐비티로부터 열을 얻게 되어 온도가 상승하지만, 경우에 따라서는 금형 외곽으로 열 손실이 더 많아서 온도가 내려갈 수도 있다. 그리고 냉각수의 입수부와 출수부 사이에 온도 편차는 2℃이하가 되어야 한다. 냉각수의 온도가 그 이상으로 증가하는 경우에는 냉각 채널을 분리하여 설계를 하여야 한다. 그렇지 않으면 금형 온도 편차에 의한 제품 변형이 발생할 수도 있다.

Circuit heat removal efficiency 결과는 제품으로부터의 열을 냉각 채널의 각각의 냉각 beam element가 얼마나 효과적으로 열을 제거하는지에 대한 상대적 비를 나타낸다. Circuit heat removal efficiency는 +값을 가지는 경우는 냉각 채널이 금형으로부터 열을 제거하였다는 것이고, -값을 가지는 경우는 냉각 채널이 금형에 열을 공급하였다는 의미이다. 일반적으로는 + 값을 가지게 되며, 제품과 냉각 채널과의 거리가 가까울수록, 냉각 채널의 Reynolds No가 클수록, 제품과 냉각수의 온도 편차가 클수록 Circuit heat removal efficiency는 증가한다. 따라서 이 결과는 어느 채널의 다른 채널들에 비하여 제품으로부터 열을 더 많이 제거하는가를 나타낸다. 만약 냉각 채널의 Circuit heat removal efficiency가 0에 가까운 경우라면 그 냉각 채널은 제품의 냉각에 전혀 기여를 못하는 것이므로, 필요에 따라서는 제거되어도 된다. 그러나 열이 집중되는 지역인데도 채널의 Circuit heat removal efficiency가 0에 가깝다면 그 냉각 채널은 제품으로부터 너무 멀리 설계되었다는 것이므로, 이 경우는 채널을 그 지역에 추가 또는 근접 이동하여 열을 제품으로부터 효과적으로 제거하여야 한다.

잔류 응력(residual stress) : 유동해석 과정에서 발생한 잔류 응력을 이용하여 변형 해석을 수행하게 되면 제품은 수축 및 변형이 발생하고 그 내부에는 일부 잔류 응력이 남게 된다. 여기서 유동해석에서 계산된 잔류 응력을 전체 잔류 응력(total residual stress)이라 하고 수축 및 변형 후에 제품에 남는 잔류 응력을 최종 잔류 응력(final residual stress)이라 한다. 유동해석에서 계산되는 전체 잔류 응력은 제품의 수축과 금형 구속에 의하여 발생한다. 즉 플라스틱 수지는 금형 내에서 냉각에 따라 수축하려고 하지만 금형 구속으로 인하여 수축에 방해를 받게 되어 응력으로 변하게 된다. 물론 취출 후 상온까지 냉각되면서도 추가적인 수축이 일어난다. 유동해석에서는 추출 후에도 금형에 의하여 지속적으로 구속이 되어 있다고 가정하고 잔류 응력을 계산한다. 즉 유동해석에서 계산되는 잔류 응력을 모두 합한 것이 된다. 따라서 이러한 유동해석 과정에서 계산된 잔류 응력은 단지 변형 해석의 입력 값으로 사용하기 위한 가상의 응력이 된다. 이러한 잔류 응력을 이용하여 변형 해석을 수행하게 되면 제품이 상온까지 냉각되었을 경우의 제품의 최종 수축과 변형이 계산된다.

댓글