Moldex3D模流分析Warp參考資料之數學模型及其假設
? 塑件收縮理論
塑件收縮取決于其熱膨脹與可壓縮性,也就是塑件之PVT關系,塑件脫模后體積遵循PVT變化關系,隨溫度壓力而變化。若室溫下之模穴體積為Vc,塑件脫模后體積為V,則可定義塑件的體積收縮率(volumetric shrinkage)為:

若塑料為各向同性(isotropic)材料,也就是各方向材料物性相同,沒有特定方向性,則可定義塑件之線性收縮率(linear shrinkage)為:

一般而言,上式可以近似作:

也就是線性收縮率約為體積收縮率的1/3。但是由于射出成形流動過程造成的分子配向效應,模壁對收縮的限制,使收縮行為呈現非各向同性現象。一般而言,在肉厚方向之線性收縮率可用以下經驗式加以估計:

而在流動方向之線性收縮率可用以下經驗式加以估計:

常見塑料之線性收縮率一覽表

Source:G.Menges and I.P.Mohren, How to Make Injection Molds, Hanser (1986).
? 分析理論
在Shell的翹曲分析中,有幾項假設:(1) 塑件事2D的薄殼或置1D束狀結構;(2) 材料性質為線彈性;(3) 小量的應變;(4) 行為近似穩態。
假設制程中的塑件為彈性變形,其控制方程式為:

σij 為應力分量 fi則是體積力。而應力與應變的關系為:

在實體模型的翹曲分析(eDesign和Solid)中,其假設為:(1) 材料性質為線彈性;(2) 小量的應變;(3) 行為近似穩態。
假設塑件為彈性變形,其控制方程式為:

σij 為應力分量 fi則是體積力。而應力與應變的關系為:

σij = 應力分量
流動影響初始應力
εij = 彈性應變分量
PvT影響初始應力
Cijkl = 彈性材料硬度
αkl = 線性熱膨脹系數
ΔT = 溫差
除此之外,分析還考慮了塑件受到的模具干涉效應。在假設的塑件與模腔內壁接觸面,計算可以正確 的利用塑件與模具的網格模型來仿真接觸行為。
翹曲分析的過程可分為兩個階段。第一部份為從保壓結束(EOP)至冷卻結束(EOC),模內干涉存在冰應被考慮在計算時。第二部分則是在脫模以后,考慮的是自由收縮的情形。兩部分的變形相加即為總共的翹曲。
? 機械性質
?楊式模數與拉伸模數

楊式模數是用來表示材料的堅硬姓。高模數一般會導致比較高的降伏應力。
?常見數值:

1 N/m2=10 dyne/cm2
?總模數(Bulk Modulus)

?泊松比 (Poisson's Ratio)
假設材料是在軸向上做伸展,

?常見數值

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