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VTK：应用之有限元分析

有限元分析是一种广泛使用的数值技术，用于寻找偏微分方程的解。有限元分析的应用包括线性和非线性结构，热，动态，电磁和流量分析。在此应用程序中，我们将可视化吹塑过程的结果。

在挤出吹塑工艺中，将材料通过环形模头挤出以形成中空圆柱体。这个圆筒叫做型坯。然后将两个半模关闭在型坯上，同时将型坯充气。一些型坯材料保留在模具内，而另一些则变成废料。该材料通常是经过加热软化的聚合物塑料，但是吹塑成型已用于形成金属零件。塑料瓶通常使用吹塑工艺制造。

设计型坯模具和模具并不容易。设计不当会导致壁厚变化很大。在某些情况下，该零件可能在薄壁区域失效。结果，已经开发了基于有限元技术的分析工具来协助模具设计。

一项此类分析的结果显示在 图12-17。使用等温，非线性弹性，不可压缩的（橡胶状）材料模制聚合物。三角形膜有限元用于模型，而三角形和四边形有限元的组合用于模型。假定模具表面是刚性的，并且假定型坯在接触时附着在模具上。因此，型坯的变薄通过其在充气期间的拉伸以及其与模具接触的顺序来控制。

图12-17说明了一项分析的10个步骤。型坯的颜色表示其厚度。使用彩虹标度，红色区域最薄，而蓝色区域最厚。我们的可视化清楚地显示了我们正在使用的分析技术的一个问题。注意，虽然可以防止有限元网格的节点（即点）穿过模具，但三角形单元的内部却没有。这通过型坯网格对模具线框的封闭是显而易见的。

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