模型翘曲

在室温下,卸载的塑料零件已经具有非零的自应变,这由结构在模具中或注塑后从其提升的温度冷却所致。零件的不均匀冷却会导致结构扭曲。

纤维填充材料具有另一个复合冷却过程的因素。在成分级别(纤维/基体)上,会形成其他应变,这在一定程度上是成分的热膨胀特征和结构的各向异性性质(如刚度变化)(由于纤维取向在空间上各异)之间的差异造成的。有关塑料零件翘曲的更多详细信息,请参见 Moldflow 帮助中的翘曲分析部分。

Advanced Material Exchange 可用于在任何外部施加的机械或热载荷之前预测零件中由这些残余应变引发的翘曲。在这种情况下,热残余应变会对复合材料的总应变状态产生影响,从而影响出现材料失效的机械载荷级别。

若要在结构分析中包括热残余应变的效果,您必须:

  1. 使用“填充 + 保压 + 扭曲”分析序列运行 Moldflow。
  2. 在输出设置中请求“残余应变”的输出(“主页”>“输出”>“设置”)。

如果激活“输出残余应变”复选框,则 Advanced Material Exchange 将在输出序列期间创建一个含有以下关键字的 HIN 文件。

*CURE STRESS

将使用与输入文件(.cdb、.dat 或 .inp)和结构界面文件 (.sif) 完全相同的名称和 .hin 扩展名创建 HIN 文件。有关如何在分析中使用 HIN 文件的详细信息,请查看 HIN 文件主题。

翘曲的建模对单元选择和网格密度非常敏感。尽可能使用更高阶的单元(即 C3D10M 或 187)并避免使用 4 节点四面体结构单元。如果您计划经常模拟翘曲,建议您对网格密度和单元类型执行敏感度测试,并将结果与实验数据关联。

使用残余应变预测翘曲

如果激活“输出残余应变”复选框,了解如何在结构分析中使用该信息很重要。应使用残余应变数据预测在制造过程中产生的零件中的翘曲。不应在机械载荷步期间应用残余应变数据以帮助推动失效。让我们看一下有关如何使用残余应变的典型工作流:

  1. 在输出设置中激活“输出残余应变”复选框。
  2. 在结构模型中创建初始卸载步长,可以在其中应用残余应变以便预测零件的扭曲形状。卸载步长应使用与机械载荷步相同的边界条件。可在单个增量上应用卸载步长。
  3. 创建机械载荷步。机械载荷步长应使用多个增量以将载荷应用到扭曲零件。需要多个增量,以便由卸载引发的应力场不会对材料模型产生重大影响。100 个增量是机械载荷的建议起始点。