
應用場景:
假設一個場景,做一個將注塑成型帶有翹曲的零件裝配至理想狀態的有限元分析,可能更容易想到的是將注塑變形后的零件形狀導出,再導入結構分析,通過外力強壓至理論裝配狀態,這樣簡單粗暴確實可行,但如果裝配的注塑零件數過多,會導致收斂性較差和處理困難,每個零件都要變形處理,可能還要考慮零件組裝干涉問題,不能按照預定的位置挨個放入模型。
換一種思路,將導致變形的因素導入結構分析,通過結構分析求解變形,這樣就可以導入理想狀態下的3D模型,通過如應力釋放等方式加載一個初始應力場,求解變形后的形狀,此時軟件可以考慮裝配組件之間的受力和接觸,不存在零件干涉問題。
實現方式:
要實現以上方法進行受力分析,需要使用Moldflow先對注塑零件進行模流仿真(一般零件都會進行模流仿真評估方案可行性),然后將注塑的殘余應力文件導出,通過第三方軟件(如Digimat , Helius等)映射至結構網格中,最后通過ABAQUS進行應力釋放,得到因殘余應力導致的形狀變化。
映射步驟在前期的文章中介紹,在這里就不做展示了,主要是將moldflow的殘余應力映射到結構網格中。
操作步驟:
為進行此項工作,需要準備moldflow網格文件,moldflow注塑殘余應力文件,abaqus結構網格文件。此處我們以圖示的簡單模型為例:

映射步驟在前期的文章中介紹,在這里就不做展示了,主要是將moldflow的殘余應力映射到結構網格中。

映射結束后導出結構網格的殘余應力,這里選擇導出abaqus str文件,是一種以文本形式記錄積分點應力值的文件,需要使用*Initial condition, type=STRESS關鍵字定義到初始應力場:

分析結果:
定義完成后,提交到abaqus求解應力釋放過程,得到的結果如下所示:

精度提升:
通過abaqus計算得到的變形與moldflow一致,量值差異來自于結構分析未考慮材料的各項異性,若導出注塑的玻纖結果和各向異性,再進行結構分析,可進一步提高精度。
使用聯合仿真可以減少前處理工作量,提高計算效率和計算精度,且聯合仿真可建立材料的各向異性模型和考慮注塑的玻纖排向,進一步提高結構仿真的精度,另外通過聯合仿真也可實現注塑結合線對結構強度的影響。
