注塑CAE常用的數值解法有邊界單元法、有限單元法和有限差分法等，但這些解法都需要對所建立的模型進行單元網格劃分，網格的好壞、疏密直接關系著CAE分析的效率。因此，網格模型的優化就成為CAE分析的一個關鍵環節。

　　一、幾何模型的簡化

　　由于軟件功能的不同要求，注塑CAE模擬分析的網格模型往往與CAD設計的模型不完全一樣，通常為了更為有效地進行模擬分析，在進行CAE的模型構建過程中，往往需要對模具的CAD模型中的一些細節進行簡化運算。

　　(1)為分析計算方便，制件的各部分可以用一定厚度的中心面或外(內)表面來代替，將制件簡化為由各個單層面組建而成的實體。

　　(2)忽略與主體特征不在一個數量級上的小尺寸幾何特征。制件中常常出現尺寸相對網格尺寸小的圓角、小倒角、螺紋、通孔或凸起等特征，簡化處理時可以直接刪除這些小特征。模擬分析的準確性不變，但為后續的網格處理減少工作量，模擬的分析量也大大減少，可以縮短70%的模型準備時間和50%的計算時間。

　　如圖1為圓角刪除前后縱橫比比較(最長邊與該邊的高之比值，比值越小，模擬分析越準確)，從圖中可以看出，刪除圓角前后網格的最大縱橫比分別是8147和12.54，可以看出右圖的網格質量有了明顯的提高。

　　但出現以下兩種情況的幾何特征不可刪除：①當被刪除的幾何特征位于流動路徑的末端，且末端的料溫接近塑料的轉變溫度時，則被刪除幾何特征處存在充填不足的可能;②當制品外觀處幾何特征要求較高時，則這些幾何特征不應被刪除，否則無法預測這些幾何特征處應有的氣穴和熔接痕位置。

　　(3)建立CAE分析模型時，如果主流道、分流道、澆口、冷卻水管等采用非圓形截面，通常引進相當直徑d與形狀因子f兩個參數，并通過這兩個參數的設定將非圓形截面轉化為圓形截面，以簡化設計與運算，而不影響模擬分析的準確性。

　　其中：

　　其中，——非圓形截面的周長，——非圓形截面的周長。由定義可知，f一般不小于1，越大說明橫截 面越不規則，它所產生的冷卻效果和流動阻力大。

　　(4)在設計中，常遇到某部分的截面設計不規則，如圖2所示，引進相當厚度t與形狀因子f兩個參數，將不規則的橫截面轉化為規則的橫截面，以降低CAE的分析量。

　　二、網格模型的構建

　　通常CAE分析為主流道、分流道、澆口和冷卻管道等建立一維網格，這種網格模型的流動模擬僅沿軸線方向流動。而模具型腔則需從計算時間、計算精度等方面考慮采用中面模型、表面模型或實體模型。

　　1.網格類型的選擇

　　網格模型有中面模型，表面模型和實體模型三種。三種模型的分類及適用選用見表1。

　　2.網格密度的選擇

　　(1)對分析時間的影響。經過大量的模擬試驗表明：隨著網格數目的增加，計算時間呈指數增長，而計算結果的精確性提高卻很有限。以實際的模擬分析為例，相同的計算模型，在機器配置和分析內容完成同樣的情況，采用不同的網格數進行分析，對比計算時間和計算結果之一的壓力情況，表2表明了網格數與計算時間、計算精確性的關系。

　　(2)對分析結果的影響。①遲滯效應。如圖3在某些情況下，為了引導流動或者人工平衡流道時，需要利用遲滯效應，此時網格要足夠密。②熔接痕。在兩個或更多的相連的節點處能夠預測到熔接痕，所以熔接痕對于網格的密度是非常敏感的。粗糙的網格通常會得到錯誤的熔接痕分布狀況。如圖4，當網格粗糙時，熔接痕預測不準確，當網格較密時，熔接痕的預測較準確。③氣穴。氣穴的產生常常是由于厚度的改變發生遲滯效應而產生的。在圖5里，可以看出，較密的網格可以預測氣穴的產生。這是因為在粗糙的網格里，薄壁部分沒有預測到遲滯現象，但是較密的網格中則預測到了遲滯現象。

　　從上面的討論，可以得出網格密度選擇的原則是：保證計算精度的前提下，采用盡量少的網格數目，以提高計算效率，降低計算成本。

　　三、結束語

　　被分析模型的網格劃分和修改是MPI分析前處理中最為重要的，同時也是最為復雜、繁瑣的環節，需要對系統自動劃分好的網格進行長時間處理。因此，在保證分析精度的前提下，網格模型的優化將更為重要。