

在工程案例中,注塑产品的失效大多来源于结合线对结构强度的削减作用,尤其是含有玻纤的注塑成型产品,结合线造成玻纤排向发生改变,当塑胶以较小角度汇合时,导致结构强度大大减弱,影响产品的使用寿命。

在产品开发初期,往往需要使用仿真技术对结构设计进行仿真预测,包括不限于产品强度,寿命,可行性等验证,但对于注塑制品而言,由于其工艺条件限制,材料在各个方向上保持高度非线性,比如玻纤排向的影响,结合线影响,注塑温度影响等,当评估注塑零件时若使用均质材料进行仿真,很有可能导致分析与实际的差异过大,比如力量差异,强度差异,失效位置差异等。

Moldflow能够较准确的预测注塑过程产品内部的玻纤排向、结合线位置信息,广泛应用于模具设计的可行性的验证,方案优化改善等;ABAQUS具有强大的非线性求解能力,对于结构强度、变形、力量等仿真准确性较高,那么将这两款软件联合起来使用,是否可以在ABAQUS中考虑到结合线强度、玻纤排向等对结构强度的影响呢?在这里借助第三方工具Digimat,前面已经介绍过Digimat的联合仿真能力,本次操作的主要目的是将Moldflow分析的玻纤排向结果、结合线结果通过映射导入到结构仿真,在通过求解结构强度得到我们所需要的结果。


Moldflow模流分析部分:
图示平板状模型有如图所示的两个浇口,使用Moldflow进行注塑模拟,旨在分析结合线位置和玻纤排向。

由于此处仅作为分析方法展示,模流分析的所有设置均使用默认:

提交分析后得到分析结果如下:

在上篇文章中已经展示了分析结果的导出方式,此处依然是将玻纤结果和结合线导出为.XML格式并保存。


对模型划分网格如图所示:

对可能存在失效的区域进行加密细化,以更加清楚的展示失效过程。对模型施加三点弯曲边界,如下如所示:

将设置好的力学模型导出为inp文件,进行结果映射。


将模流分析的结合线结果和玻纤结果映射到结构仿真中,下图左侧为映射后的结合线结果。

同样对玻纤结果进行映射:

映射结束后,进行提交计算。以下为使用非联合仿真和联合仿真的计算结果对比:


使用联合仿真计算可以看出材料最先失效的位置位于结合线区域,而非中部受力最大区域,同时可以查看模型的失效。

由于注塑产品使用玻纤补强时,材料是各向异性的,且结合线对结构强度也存在较大的影响,使用联合仿真可以更加真实的模拟注塑产品的失效风险。