根据残余应变预测翘曲

Advanced Material Exchange 可用于将残余应变从 Moldflow 模型传递到结构模型,从而预测翘曲。了解这些热残余应变对精确预测零件的结构寿命至关重要。

在注射成型模型结束时,Moldflow 采用以下配置,我们姑且称之为配置 A。

在配置 A 中,注射成型零件的非均匀收缩会产生非零的应力场。模具会对零件施加压力,以使其保持当前形状。如果移除模具,残余应力场将使零件扭曲。我们将此称为配置 B。

configurations

在配置 A 中,Moldflow 预测的总应力场不为零。当我们在模具删除后继续使用配置 B 时,零件会扭曲,并且总应力场会有部分松弛。

在执行结构分析时,我们始终使用未变形的(配置 A)几何图形。为了转到扭曲的几何图形和关联的应力场(配置 B),我们执行以下操作:

为了实现此目的,我们需要根据配置 A 确定残余或非机械应变。首先,我们在配置 A 中写入总应力场的方程。

配置 A

此时我们求解非机械应变。请记住,总应变场在配置 A 中为零。

非机械应变

此时我们可以将这些非机械应变用作结构的初始载荷的输入(翘曲模拟)。这类似于通过 αijΔT 驱动问题。

配置 B

此时,我们可以评估 Helius PFA 求解器预测的翘曲后应力场,并与学术研究文献中发表的传统应力场进行比较。下图显示了注射成型 [15] 所生成的矩形样本的厚度方向应力场。

发表文献

为了比较应力场,我们创建了类似的矩形零件,并使用 Moldflow 的非机械应变检查流向中的应力分布是否如 所预测的那样。下图显示了零件的横截面和预测的应力场。右下图描述了 Zheng [15] 所生成的叠加曲线(以黄色显示)和 Helius PFA 所预测的曲线(以白色显示)。这些曲线代表不受约束、扭曲的零件并且没有外部载荷的应力场。

横截面

在模拟结果中,我们注意到零件的型芯处于拉伸状态,而表面则处于压缩状态。此行为与学术研究紧密相关。考虑到在此示例中使用的网格密度,在零件的最外部无法捕获 Zheng 预测的符号反向。但是,此方法很好地代表了外部第四个零件的压缩应变能量。