Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Automatization of CFD modelling for polymer extrusion

Kacper Piotr Młodkowski

Abstract

This paper focuses on automatization of modelling procedure for single-screw extrusion process. This process is widely used for manufacturing of polymer products. Automatization comprises of creating scripts, parameters, solving compatibility issues between various Polyflow software versions and designing a program to change the parameters defined in the Polydata module. Modelling is done in ANSYS Polyflow and is possible thanks to implementation of Finite Element Method (F.E.M.). Automatization enables user to design projects easier, faster and more efficient. In the first chapter, the characteristics of plastics processing were collected and presented as well as the reasons for difficulties in their modeling, ways of solving these problems and the extrusion process that is the basis of this work is explained. The next chapter describes the modeling methods used in this project and introduces the ANSYS Polyflow program. The third chapter defines the research program, followed by the methods of automation and their impact on the course of the simulation modelling process. The methods used in this work are: scripts that perform the given commands in the right order, parameterization for quick changes of parameterized values, solutions allowing working on the project using different versions of Polyflow software and a program for changing the parameters of the Polydata module. In addition, a Graphical User Interface (GUI) in Microsoft Visual Basic has been developed to simplify the entry of parameters into the Excel spreadsheet. In the fifth chapter, an exemplary simulation was designed to show how the geometry and the finite element mesh are parameterized. The sixth chapter contains alternative simulation based on parametrized (but different) values from the fifth chapter, using all elements that automate work. Comparison of the results of both simulations is presented. Applying solutions described in this work will greatly shorten time needed for completion of simulations where user changes parametrized values only. This can be particularly helpful when dealing with issues like optimization of polymer extrusion process.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Kacper Piotr Młodkowski (FPE) Kacper Piotr Młodkowski,, Faculty of Production Engineering (FPE)
Title in Polish
Automatyzacja modelowania CFD procesu wytłaczania tworzyw polimerowych
Supervisor
Adrian Lewandowski (FPE/IoMP) Adrian Lewandowski,, The Institute of Manufacturing Processes (FPE/IoMP)Faculty of Production Engineering (FPE)
Certifying unit
Faculty of Production Engineering (FPE)
Affiliation unit
The Institute of Manufacturing Processes (FPE/IoMP)
Study subject / specialization
, Automatyzacja i Robotyzacja Procesów Produkcyjnych
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
27-06-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Jacek Garbarski (FPE/IoMP) Jacek Garbarski,, The Institute of Manufacturing Processes (FPE/IoMP)Faculty of Production Engineering (FPE) Adrian Lewandowski (FPE/IoMP) Adrian Lewandowski,, The Institute of Manufacturing Processes (FPE/IoMP)Faculty of Production Engineering (FPE)
Keywords in Polish
wytłaczanie jednoślimakowe, tworzywa sztuczne, polimery, materiały lepkosprężyste, modelowanie numeryczne, parametryzacja, automatyzacja, optymalizacja, ANSYS Polyflow, skrypty, Journaling, Python, Microsoft Visual Basic, Excel
Keywords in English
single-screw extrusion process, polymers, viscoelasticity, numerical modelling, parametrization, automatization, optimization, ANSYS Polyflow, scripts, Journaling, Python, Microsoft Visual Basic, Excel
Abstract in Polish
Tematem pracy jest automatyzacja modelowania procesu wytłaczania jednoślimakowego tworzyw polimerowych. Automatyzacja polega na: tworzeniu Journali, parametryzacji, opracowaniu metod kompatybilności między różnymi wersjami programu oraz zaprojektowaniu programu do zmiany parametrów modułu Polydata. Środowiskiem pracy jest program ANSYS Polyflow, a modelowanie oparto na metodzie elementów skończonych. Automatyzacja pozwoli na przyspieszenie oraz uproszczenie pracy w programie. Zaletami podjętych działań są: przyspieszenie procesu optymalizacji, ograniczenie wpływu błędów użytkownika oraz większa wygoda działania. W pierwszym rozdziale zebrano oraz przedstawiono charakterystykę przetwarzania tworzyw sztucznych. Wyjaśniono przyczyny trudności w ich modelowaniu, sposoby ich rozwiązywania oraz opisano proces wytłaczania, który jest podstawą tej pracy. W następnym rozdziale opisano metody modelowania użyte w tym projekcie i przedstawiono program ANSYS Polyflow. W rozdziale trzecim określono program badań, a w kolejnym opisano zastosowane metody automatyzacji oraz omówiono ich wpływ na przebieg modelowania symulacji. Metody zastosowane w tej pracy to: Journale wykonujące zadane polecenia w odpowiedniej kolejności, parametryzacja do szybkiego wprowadzania zmian w sparametryzowanych wartościach, rozwiązania pozwalające na pracę nad projektem przy użyciu różnych wersji oprogramowania Polyflow oraz program do zmiany parametrów modułu Polydata. Ponadto opracowano interfejs graficzny w języku Microsoft Visual Basic upraszczający wpisywanie parametrów do arkusza Excel. W rozdziale piątym stworzono model, na podstawie którego przeprowadzono symulację, w którym zdefiniowano i pokazano sposób parametryzacji geometrii oraz siatki elementów skończonych. Rozdział szósty jest opisem przeprowadzenia alternatywnej symulacji bazując na sparametryzowanych, innych wartościach z rozdziału piątego, z wykorzystaniem wszystkich elementów automatyzujących pracę i porównaniem wyników symulacji. Stosowanie rozwiązań zawartych w tej pracy znacząco skróci czas potrzebny na przeprowadzenie symulacji, w których dokonujemy zmian sparametryzowanych wartości. Może to być szczególnie przydatne w zagadnieniach związanych z optymalizacją procesu wytłaczania.
File
  • File: 1
    Praca_inżynierska_compressed.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 34168

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT851f2843c0e14ebbad57e12b849259e5/
URN
urn:pw-repo:WUT851f2843c0e14ebbad57e12b849259e5

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page