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关键方式有限元分析影响并提高了部件性能

发布者 Dennis McGuigan.2011年8月11日上午9:30:22
Dennis McGuigan.

有限元分析

总体而言,全球塑料市场价值在2020年的580亿美元中出现。其中收入,注塑申请部门持有最大的份额以超过43%欧宝体育直播足球1- 强大指标,塑料如何快速成为制造商的重量,可持续性和合规挑战的主要解决方案。

但是,如果他们对越来越依赖汽车,电子/电气和施工部门等塑料的行业的期望,注塑组件仅是可靠的解决方案。性能主要由选择针对特定注塑部件的树脂决定,但是哪种材料是正确的

对于准确的答案,制造商转向有限元分析(FEA)的塑料部件和定制测试中的所有方面都经历的注塑机

FEA计算:应力 - 应变曲线

力量和灵活性是关键特征确定树脂的适用性。FEA通过将注塑部件分成简单形状的有限单元,允许精确检查。数学方程用于测试每个单元进行位移,从中导出关键应力和应变数据。

FEA围绕应力 - 应变曲线(或图),其对每种树脂具有独特的。应力 - 应变曲线反射由拉伸/压缩负载(应力或压力)引起的变形(菌株)的量。

曲线的形状由:

  • 树脂类型
  • 树脂温度
  • 加载速度

最终曲线揭示了树脂的关键特性及其与预期用途的潜在对准。应力 - 应变曲线可以是非线性的或线性的,取决于所分析的树脂是未合成的或加强的。

非线性曲线

未原始的塑料具有非常非线性的(曲率)应力 - 应变线,直到屈服点,并且必须用衍生的非线性材料的方程分析,而不是线性材料。

这是一些模塑商的重要区别:

    • 选择不投资于更昂贵的非线性FEA软件,需要更多的时间来设置,并且需要更多时间运行。他们只是默认到熟悉的软件,也许更多预算管理
    • 依赖于供应商提供的发布的年轻模量值数据,而不是分析所评估的材料的应力 - 应变曲线。模数值数据可以歪斜结果,因为它代表了应力 - 应变曲线上的单点

无论是快捷方式都可以提供误导性结果。经验丰富的注塑模板将使用实际的应力 - 应变曲线信息,以确保非线性FEA测试中的准确性。

线性曲线

可以添加玻璃以用于强度/刚度,并在许多塑料中提高耐温性。可以使用线性FEA技术轻松评估玻璃增强的塑料部件。线性FEA假设分析的部分的“小位移”并使用适当的方程来更快地解决计算。

通常,屈服强度和极限强度是等同的,因此应力 - 应变曲线保持线性。玻璃纤维比基础树脂更硬,并且压倒树脂的非线性性质。纤维增强树脂表现得很多金属,而不是在某一点处拉伸/屈服,而是刚刚破裂。没有真正的屈服点。

针织线强度

另一个加强问题是针线强度。树脂熔体流动前部分裂以在注射成型过程中绕芯销或开口。欧宝体育直播足球当流动前面遇到打开的背面上分裂的另一半时,发生针线。

一个对接型针织关节,流动前沿满足“面对面”是最有害的注射玻璃增强树脂注塑成型结果。欧宝体育直播足球流动前面推动任何烟雾,捕获的空气或模具表面污染。所有这些元素都集中在针织线上,并削弱了两个前方之间的粘合。如果使用纤维增强树脂时,应发生对接型针织接头,因此纤维不能通过针织线越过,编织接头甚至较弱。

存在类似的条件,其中流动前沿相遇然后并排流动以完成填充注塑部件。虽然不可取,但这欧宝体育直播足球成型缺陷由于任何污染物可以在流动前方推动和沉积出任何污染,因此比对型针织关节更严重。

使用FEA模具流软件

一般来说,复杂的FEA模具流动软件预测工具内的树脂流量。该流动分析的结果用于:

  • 推断纤维取向和针织线位置,以指导通过防止与针线和/或门控错位重合的高应力区域进行部件强化的设计决策
  • 使用“流入”的机械性能和“交叉流动”方向进行结构FEA,以更好地了解该部件将如何执行/反应

从模具流分析中收集的信息是粒状和关键的。它必须与经过验证的注塑模具合作,拥有能够运行模具流软件和准确解释结果的内部工程师。注塑部件复杂几何形状,耐受性和其他复杂性的生产和性能可以悬在平衡中。

工程解决方案

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资料来源:盛视图研究,塑料市场规模,股票和趋势...... 2021-2028,4月2021年

话题:塑料部件设计

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