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RTM-Worx 1D管道及3D壳体充型模拟

‍‍  ‍    RTM-Worx是一款先进的树脂模注工艺仿真软件，广泛用于模拟RTM、VIP等复合材料工艺过程中树脂的充型流动情况，也可用于模拟压力驱动下多孔介质中的一般流动过程。RTM-Worx能高效、方便地利用有限元（FEM）和控制体积法（CVM）求解多孔介质中树脂流动过程的物理方程。‍

‍‍      RTM-Worx的软件设计非常强调高效性、可靠性和稳定性。软件的数值精度非常高，即使在最坏的条件情况下也只需150左右的单元就能将误差降到1%以下。RTM-Worx受单元形状和尺寸的影响很小，软件对所有必需的数据都提供了合理的缺省值。由于FEM或CVM采用相同的离散度，保证了任何情况下计算过程的收敛和压力   计算的准确，以及树脂流动前端的确定性。‍‍

‍‍      RTM-Worx计算速度非常快，在目前主流的硬件配置下，对于一个2000到4000个单元的模型，计算时间不足1分钟。对非等温反应模型，当充分考虑了速度、温度和固化信息时，计算过程也仅约两倍长的时间。‍‍

      RTM-Worx提供了丰富的单元类型，包括1D线单元，3D壳体单元和3D实体单元，三种单元类型可以在同一个模型中耦合计算，而且可设置不同的渗透率，这是业内独家的模型计算能力，使得异常复杂的流通管道可以方便地建立。对于不同的单元类型，采用达西流（Darcy）、泊肃叶流（Poiseuille）以及用赫尔-肖模型（Hele-Shaw）来模拟计算树脂流动状态。通过点直接建立注射口或排气口，通过线可建立管道及流道，并可包含多孔介质或中空环境。‍‍

     RTM-Worx通过在计算机上模拟复合材料树脂注射过程，帮助工程师和设计人员：‍‍

• 进行快速的充模过程模拟，避免模具设计失误。‍‍

• 快速计算确定各工艺参数的影响。‍‍

• 可对大型构件进行充型时间估算。‍‍

• 实现计算机“试模”，节省能源、降低成本。‍‍

• 强化生产、设计、技术各部门间的连接。‍‍

• 提升企业技术实力等。‍‍

‍‍‍特色功能‍‍‍

• ‍‍‍友好的图形界面‍‍‍‍‍

   RTM-Worx操作界面具有典型的WINDOWS风格，简单易用，通过导入几何体结构或者在软件中直接建立点、线、面结构构成模型。属性信息可以直接赋给几何实体，与有限元分析单元组概念类似但更加智能，可以任意指定或改变单元属性。它能够提供一个比人工单元组更切合实际情况的概念模型，适用于所有的几何体。‍‍

•  高度集成化的模拟系统

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‍‍       RTM-Worx是一个高度集成化的模拟系统，前处理器、求解器、后处理器三大模块集成于同一界面，可独立完成完整的树脂注射过程分析并获得分析结果。求解器采用有限元法（FEM）构建单元，采用控制体积法（CVM）计算流体前端，获得高精度的计算结果，各分析模块可任意切换。软件独特地将点（可模拟注射口或排气口）、1D线单元（可模拟管道或流道）、3D壳体单元（模拟壳体结构）、3D实体单元（模拟异形件）建立在同一个结构模型里，实现复杂形状、多管道的快速建模和分析。‍‍

RTM-Worx 1D管道及3D壳体结构模型

• ‍‍强大及可扩展的复合材料工艺模拟‍‍

       RTM-Worx 设计目标是用来模拟RTM 工艺的，但也能模拟树脂浸泡成型工艺（RIP），软件的非等温反应模块使RTM-Worx 也可用于模拟反应注射成型工艺（RIM）。软件已广泛应用在航空航天、风能、汽车、土木工程、造船等领域中。

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       RTM-Worx 使用了CFD-Worx 核心。CFD-Worx 已在热塑性塑料注射成形和气体辅助成形（GAIM WORX）与芯片封装（3P-Worx）软件中得到广泛应用，核心的共享也为RTM-Worx 用户的验证工作提供了便利。虽然RTM-Worx 未明确是否适用于树脂模渗透成型工艺（RFI），但德国航空中心（DLR）通过巧妙地利用RTM-Worx 提供的单元类型将所有单元集中于一个模型中，展示了RTM-Worx 在RFI 工艺中的仿真应用。‍‍

船舶树脂模塑成形

• ‍‍‍‍‍‍更高的计算稳定性和高效性，计算速度快，模拟精度高

    RTM-Worx拥有完全重新设计的界面、更快的计算速度（比第一款RTM工艺模拟软件π7快四倍）。求解速度非常快，粗网格一般数分钟即可完成计算。当充分考虑了速度、温度和固化信息时，计算过程也仅约两倍长的时间。软件的数值精度非常高，即使在最坏的情况下（压力成对数下降的点注射）也只需150左右的单元就能将误差降到1%以下。RTM-Wrox完全不受渗透率巨大差异的困扰，可简单作为物理参数来应用，无论是实测参透率还是Poiseuille或Hele-Shaw流动的树脂通道。由于采用了FEM/CVM算法，使得树脂流动前端计算精度高，对于不同的单元类型，采用Darcy和Poiseuille、Hele-Shaw模拟流动现象。‍‍‍‍‍‍‍‍

计算精度和速度

• 先进的网格处理技术‍‍

‍‍‍‍‍‍RTM-Worx软件集成了一个全三维的表面建模工具。首先输入定义中性面的节点坐标x、y、z，然后将节点连接成曲线构成表面的边界线。表面是由一系列闭合的连续曲线组成的，同时带有厚度、织物特性等属性。

‍‍       RTM-Worx内置了网格生成器，可以对曲线和曲面进行自动、快速的网格划分，同时支持渐增式划分。单元的尺寸决定了流动模拟的准度和精度。默认情况下，单元的尺寸与节点间距是适应的，即所谓的“分级”网格。在一般情况下，当所有单元尺寸近似相等时RTM-Worx模拟性能最佳。除此之外，还可以通过增加节点的方法，提高模型局部的网格划分精度，用户由很大的选择弹性，可根据实际情况选择恰当的划分方法。即使在导入错误的曲线和曲面时，如自重叠和边界相交，网格生成器也可产生正确的网格并顺利进行计算。‍‍‍‍‍‍‍‍

RTM-Worx混合网格

• 丰富的软件模型接口‍‍

RTM-Worx支持多种格式文件的导入，包括：

ü WDX文件：RTM-Worx数据格式，包含所有RTM-Worx模型数据的ASCII文件。允许用户自定义生成文件，从其他软件导入或导出到其他RTM分析软件。

ü STL文件：3D Systems公司的SLA接口，属于二进制和ASCII格式。

ü Patran Neutral文件格式（网格以曲面模型导入）。

ü C-mold网格文件（FEM），以曲面模型导入网格及属性。

ü Fluent GAMBIT网格文件。

ü AutoCAD的DXF文件。

ü SEPRAN文件（MSH），包括连接单元。

ü π7模型数据库（Pi7）文件：全面支持。

‍‍     ‍‍  另外，具备可扩展模块，可导入由MSC laminate Modeler软件（或Anaglyph公司的Laminate Tools）生成的layup文件。Layup文件包含模型、有限元网格、铺层顺序及纤维取向等信息。RTM-Worx软件可以根据这些信息自动计算预成形体性能，并把它保存在一个单独的文件。‍‍‍‍

‍‍       RTM-Worx导入的文件会与现有的模型合并，各个单独的部分将合并为一个整体模型。RTM-Worx还支持导出Patran Neutral、DXF格式（可用于生成注射方式图）和Tecplot数据文件格式。‍‍

• 参数化SALT扩展脚本功能‍‍

‍‍       RTM-Worx提供了SALT扩展功能，采用类似C语言的程序，用户可以自己编写程序对模拟过程进行扩展。SALT程序可用记事本打开和编辑，在SALT控制台进行。特别对于复杂的铺层结构可灵活使用。‍‍

风机叶片复杂铺层材料SALT命令流建模

实用价值

友好的图形界面

● 具备Windows 操作风格，简便易用。

● 进行结构异常处理的全面整合，能完美地处理Windows 产生的错误故障而不产生崩溃现象。

● 计算过程具有高效性、稳定性及快速性。

● 可导入多种类型的模型及网格，如STL、Fluent GAMBIT、DXF 等。具有MSC laminate Modeler 复合材料铺层结构接口。

● 能够模拟壳状或管状几何体中的等温流动。

● 能模拟无增强材料情况下树脂在多孔介质或型腔中的等温流动。

● 能够模拟非等温反应注射成型工艺（RIM）、树脂传递模塑工艺（RTM）和树脂浸泡成型工艺（RIP）工艺。

● 具有先进的FEM/CVM 算法，精确计算流动前端现象。

● 能够将1D 线单元、3D 壳体单元及3D 实体单元整合在同一个模型中，对于分析复杂的3D 注射过程具有简便的建模特点和强大的分析功能。

● 能够分析同一模型不同的渗透率特性，可设置预成型体厚度、纤维体积分数或孔隙率、主渗透率和副渗透率、主渗透方向。

风机叶片RTM模塑充型过程分析

‍‍● 对于非等温反应模型，还可定义模具表面的BIOT 热边界条件、增强体材料的热性能如比热容、热传导系数及密度。
● 可定义树脂材料的粘度和密度、热传导、比表面能及固化动力学特性。‍‍

线性管道分布

‍‍● 可直接定义点为注射口或排气口、线为管道或流道、面为增强体材料，同时具备阀门开关条件的管道设置。
● 后处理可获得充型时间、压力、速度、树脂厚度、渗透率、渗透方向、纤维体积分数、充型率、温度、固化率等结果。
● 能够预测干斑及流体前端形状。‍‍

干斑缺陷

典型应用

• NH-90直升机起落架应用

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• 甲板注射工艺模拟应用

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• ‍汽车座椅应用

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• 风电叶片应用

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