Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果

樹脂轉注成型分析結果

當分析完成后,充填和熟化結果可通過多時間輸出。分析結果可以看到樹脂的流動、熟化與冷卻預測,可以幫助使用者更靈活的去驗證樹脂轉注成型制程和優化流程設計,提高可制造性,縮短產品上市時間。

注:EOF后是指熟化時間;熟化開關是指熟化的轉換結束;100%充填是指模具被完全充滿的時間。

Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果的圖1
Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果的圖2

分析參數與經歷在 LGF文件會記錄

數學模型和假設

非等溫樹脂在有纖維預制布的模具的3D流動可由下式表示。

連續性方程式

Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果的圖3

樹脂被假設為不可壓縮的黏性流體。根據上述的假設,質量守恒定律可以被表示為:

= 0

注:u = 速度向量,t = 時間,ρ = 樹脂密度

滲透率張量

滲透率描述流體流過的能力。高滲透率材料通??梢愿炜焖俪涮睢τ诟飨虍愋缘臐B透率,張量K構成組件代表著不同方向充填的難易程度。滲透率張量是由纖維布的排向和滲透率組成。K22 和K11 纖維布在平面的滲透率,而K33 這是厚度方向的滲透率。

Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果的圖4

其中 Kij (i, j = x, y, or z) 則是滲透率張量的分量,K11, K22, and K33 是在多孔介質的主滲透率,lij 局部坐目標方向余弦。L1和L2是在橫向方位的纖維布的排向,和L3是纖維布厚度方向的排向。

?達西定律 (Darcy's Law)

達西定律可以用來形容纖維材料浸漬的樹脂流動性為。達西定律常被是為在多孔介質的標準流動模型。它提供建立數值仿真方法的速度,壓力,滲透性和粘度之間的關系:

Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果的圖5

其中 u =速度向量,P = 壓力, K 為纖維材料的滲透張量,η = 黏度

?Kozeny-Carman 方程式

Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果的圖6

為了考慮由于變形導致編織物的滲透率改變,滲透率與孔隙率還有孔隙率與尺寸的關系可用以下來表示:其中 K 為滲透率;φ 為孔隙率;Vacuum 表示真空織物的量測值;In-mold 表示在模具中的實際值。

波前追蹤

體積比例函數 被引入追蹤熔膠波前的演變。這里,f = 0 被定義為空氣相,f=1作為聚合物熔膠相,熔膠波前則是0 <f<1。 隨著時間的發展則是遵循以下輸運方程:

Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果的圖7

流速或射出壓力則是被決定在模具入口。在模具面假設無滑動設定。請小心,在體積分數函數的雙曲運輸方程只有入口邊界條件是必要的。

翹曲變形

為了在翹曲分析中帶入塑料及纖維布兩者機械性質的影響,在材料精靈中有不同方式來呈現復材迭層的材料性質:復材及纖維布。換句話說,指定纖維布充填前或充填完成后的機械性質,而后者要在充填分析后再納入流動的影響。此復材機械性質還要在跟模型中的纖維布排向耦合成個迭層的總體性質來接續流動分析模擬塑件的翹曲變形。變形結果可以由各復材迭層里的應力應變關系取得如下:

Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果的圖8
Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果的圖9
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