Shell模組透過將3D模型簡化為2.5D幾何，能夠有效降低有限元分析的計算資源需求，尤其適用於薄殼結(jié)構(gòu)模擬。然而模型轉(zhuǎn)換需進(jìn)行前處理，Moldex3D工具提供相應(yīng)的解決方案。本文探討基於2.5D簡化模型的Shell模組在有限元分析中的計算效能。
Shell模組是一種在有限元分析中常用的方法，其簡化模型的方式是忽略了厚度這一維度，3D模型改變?yōu)?.5D的幾何形狀，可以節(jié)省計算資源，並易於進(jìn)行設(shè)計變更修改，因為不需要在厚度方向上建立大量的網(wǎng)格元素，也就能在不需要極高計算資源的情況下即可完成模擬分析。這種簡化特別適合對於厚度和長度差異較大的薄殼結(jié)構(gòu)或零件進(jìn)行模擬分析。
雖然Shell模組能夠快速完成分析結(jié)果，但由3D模型轉(zhuǎn)換成2.5D的網(wǎng)格模型需進(jìn)行前處理的動作，此動作需要模型轉(zhuǎn)換的技術(shù)門檻，目前選擇的工具除了Moldex3D-mesh （Rhino），在Moldex3D Studio裡也有基本的網(wǎng)格前處理功能。
第一段：網(wǎng)格前處理
開啟檔案 \ 匯入模型
雖然Shell模組能夠在不需要高效能電腦的情況下進(jìn)行模擬計算，但將3D模型轉(zhuǎn)換成2.5D網(wǎng)格卻需要進(jìn)行耗時的前處理過程。本次範(fàn)例以Toy Car模型在Studio中進(jìn)行網(wǎng)格前處理的步驟為例。首先，打開專案並選擇Shell模組。隨後導(dǎo)入模型，並且進(jìn)行模型設(shè)定，設(shè)定為塑件，如圖二所示。
在主頁裡選擇模型之後，再選擇修復(fù)網(wǎng)格裡的建立面上網(wǎng)格功能，配合著鍵盤Shift延續(xù)挑選中間面，如圖三的黃色區(qū)域所示，選擇要產(chǎn)生網(wǎng)格的曲面，之後在小視窗的選項中請勿勾選混合元素及格狀元素，並且點選綠色勾後生成網(wǎng)格。
檢查自由邊&T連接邊
將所有網(wǎng)格設(shè)定成塑件，將肋條和圓柱的部份隱藏，在功能列點選檢查自由邊&T連接邊，跳出小視窗勾選建立曲線，即可出現(xiàn)相對應(yīng)的自由邊，如圖四所示。
填補(bǔ)網(wǎng)格
在修復(fù)表面網(wǎng)格的頁籤，如圖五標(biāo)示的順序，建立填補(bǔ)網(wǎng)格：
1. 點選封閉迴圈填補(bǔ)
2. 點選指令
3. 選擇自由邊
4. 點選綠勾
5. 重覆3和4的步驟，再選擇另外7處的自由邊，確定後就產(chǎn)生填補(bǔ)所有的網(wǎng)格。
設(shè)定厚度
離開修復(fù)表面網(wǎng)格功能，並顯示隱藏的物件，再選擇修改厚度，先選擇全部網(wǎng)格設(shè)定為2.5mm厚度，後續(xù)運(yùn)用點選功能將4個肋條設(shè)定為2mm。
第二段：設(shè)定流道、模座、水路、最終檢查
至模型頁設(shè)定澆口後，選擇流道就自動產(chǎn)生流道，後續(xù)設(shè)定模座、冷卻水路皆為預(yù)設(shè)值，此時點選最終檢查的綠色勾，確認(rèn)完成網(wǎng)格前處理。
第三段：模擬分析
分析相關(guān)設(shè)定材料檔\成型條件\開始分析
完成最終檢查之後即可加入材料檔、成型條件、設(shè)定分析順序C F/P C W後，點選開始分析，即可完成Shell模組的模擬分析。
（本文作者蕭乃仁為科盛科技技術(shù)支援處資深工程師）
