

在工程案例中,注塑產品的失效大多來源于結合線對結構強度的削減作用,尤其是含有玻纖的注塑成型產品,結合線造成玻纖排向發生改變,當塑膠以較小角度匯合時,導致結構強度大大減弱,影響產品的使用壽命。

在產品開發初期,往往需要使用仿真技術對結構設計進行仿真預測,包括不限于產品強度,壽命,可行性等驗證,但對于注塑制品而言,由于其工藝條件限制,材料在各個方向上保持高度非線性,比如玻纖排向的影響,結合線影響,注塑溫度影響等,當評估注塑零件時若使用均質材料進行仿真,很有可能導致分析與實際的差異過大,比如力量差異,強度差異,失效位置差異等。

Moldflow能夠較準確的預測注塑過程產品內部的玻纖排向、結合線位置信息,廣泛應用于模具設計的可行性的驗證,方案優化改善等;ABAQUS具有強大的非線性求解能力,對于結構強度、變形、力量等仿真準確性較高,那么將這兩款軟件聯合起來使用,是否可以在ABAQUS中考慮到結合線強度、玻纖排向等對結構強度的影響呢?在這里借助第三方工具Digimat,前面已經介紹過Digimat的聯合仿真能力,本次操作的主要目的是將Moldflow分析的玻纖排向結果、結合線結果通過映射導入到結構仿真,在通過求解結構強度得到我們所需要的結果。


Moldflow模流分析部分:
圖示平板狀模型有如圖所示的兩個澆口,使用Moldflow進行注塑模擬,旨在分析結合線位置和玻纖排向。

由于此處僅作為分析方法展示,模流分析的所有設置均使用默認:

提交分析后得到分析結果如下:

在上篇文章中已經展示了分析結果的導出方式,此處依然是將玻纖結果和結合線導出為.XML格式并保存。


對模型劃分網格如圖所示:

對可能存在失效的區域進行加密細化,以更加清楚的展示失效過程。對模型施加三點彎曲邊界,如下如所示:

將設置好的力學模型導出為inp文件,進行結果映射。


將模流分析的結合線結果和玻纖結果映射到結構仿真中,下圖左側為映射后的結合線結果。

同樣對玻纖結果進行映射:

映射結束后,進行提交計算。以下為使用非聯合仿真和聯合仿真的計算結果對比:


使用聯合仿真計算可以看出材料最先失效的位置位于結合線區域,而非中部受力最大區域,同時可以查看模型的失效。

由于注塑產品使用玻纖補強時,材料是各向異性的,且結合線對結構強度也存在較大的影響,使用聯合仿真可以更加真實的模擬注塑產品的失效風險。
