預壓縮
關注創建者：力學星空 創建時間：2019-07-10
預壓縮的視頻教程
基于Primer和ANSA的整車約束系統分析課程
5、Primer中安全氣囊折疊方法，方便快捷 6、座椅包含實體和不包含實體泡沫預壓縮方法（ANSA中操作及Primer中操作講解） 7、DYNA壓縮方法講解（泡沫變形更加精確） 8、如何運用Primer檢查整車碰撞模型-擴展 9、ANSA中安全氣囊分析建模實際操作講解（包括安全氣囊屬性和參數、模擬方法ALE/均勻壓力法、氣囊分析計算等內容） 10、整車正面約束系統模型搭建方法系統講解
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預壓縮的實例教程
在產品結構設計中，由于種種原因需要在某些接觸零件之間施加初始預緊力/預應力，以保證產品結構或功能上的正常、安全運作。初始預緊力/應力的施加有多種方法，這里是針對接觸零件之間靠自身的壓縮變形來產生預緊力/應力的情況，如軸孔之間的過盈配合、起到彈性/緩沖作用的零件(材料)初始擠壓變形、常規結構件之間的初始擠壓變形(如彈簧片，相當壓縮彈簧的作用)。
在幾何/有限元建模過程中，這些位置在幾何上/網格上是干涉的，在仿真計算中需要模擬出零件之間的預壓縮狀態。本文給出的簡單案例是基于lsdyna軟件進行沖擊動力學仿真計算，模擬了初始狀態下零件之間的預壓縮變形。
通過本案例，您將掌握以下內容：
沖擊動力學中兩種求解預壓縮變形的計算方法（隱式轉顯式求解方法、動力松弛轉顯式求解方法，求解、輸出控制卡片參數詳細設置，詳見k文件）
接觸卡片<*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE_INTERFERENCE>的用法及注意點說明
兩種計算方法下有限元建模時的注意事項
計算結果的解釋及方法使用建議
計算模型及邊界條件示意圖(未施加其他載荷，顯式計算時長設為5ms)：
1) 隱式轉顯式求解方法計算結果：
2) 動力松弛轉顯式求解方法計算結果：
展開 壓縮成型制程常被產業界用于制造復雜的復合材料產品(圖一)，其中片狀預浸材(Sheet Molding Compound, SMC)、玻璃纖維熱塑性材料(glass mat thermoplastic, GMT)及預浸料(Prepreg)成型，是實務上常使用的壓縮成型種類。然而復材的流變特性包括了固態和液態行為，造成在模擬分析上的困難；其原因是商用的仿真軟件，通常只具備液態行為或結構變形其中一種的計算功能；而這兩種計算應用，是來自于不同的方程式。
圖一 壓縮成型制程
片狀預浸材壓縮成型的數值模擬整合了兩種方法，包括計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics, CFD）和計算結構力學(Computational Structural Mechanics, CSM)，分別用以預測壓縮成型過程中的片狀預浸材的產品變形和流動行為。
要完整仿真該制程，必須結合FEA軟件LS-DYNA以及模流分析軟件Moldex3D，分別以CSM和CFD研究壓縮成型制程中的行為(圖二)。LS-DYNA負責計算原始的纖維墊形狀、溫度、應力及非等向性材料性質；接著這些計算結果將投射到Moldex3D，由Moldex3D接手完成壓縮成型分析(圖三)。二者整合之后，在Moldex3D的流動和翹曲分析結果中，成功地呈現出片狀預浸材在模壓成型的復雜行為。
圖二 LS-DYNA與Moldex3D整合流程圖
圖三 可以成功模擬壓縮制程中的翹曲變化
此功能是Moldex3D 2022的一項突破，透過與LS-DYNA的整合(片狀預浸材的變形行為由LS-DYNA計算而得；液態行為和纖維排向則是由Moldex3D計算而得)，使用者能夠完整且精準地模擬片狀預浸材在壓縮成型制程中的各個階段狀態，為產品及制程設計提供了更可靠的信息。
展開 前機體下部對進氣氣流有預壓縮作用。發動機之間為寬間距，與F-14、蘇-27、蘇-57相似。進氣道向上呈S形，在機背形成明顯的隆起。圓渾的進氣道過渡到發動機艙后，成為更加硬朗的矩形截面，尾噴口為二維推力轉向。但與F-22的上下擺動不同，NGF是左右擺動的。
NGF繼承了達索的傳統，融合了“幻影”、“陣風”、“光輝”、“神經元”、F-22的技術特征，但依然保持鮮明獨特的特色。
繼承LCA先進的機翼設計
印度斯坦：哎媽呀，難以置信啊，我的LCA也是五代機啊！至少有五代機的機翼……人生真是太刺激
在承接印度“光輝”戰斗機的氣動設計時，達索將傳統的直前緣大三角翼改成硬S前緣的大三角翼，這是瑞典薩伯SA-35“龍”式戰斗機開始的雙三角翼的進一步發展。
雙三角翼的內段為大后掠，在高速飛行時減小阻力，在大迎角機動時起到一點邊條渦升力的作用；外段后掠角減小，改善中空中速機動性和起落性。從雙三角翼改為硬S三角翼后，后掠較小的內段相當于強化的大邊條，在大迎角的時候強化渦升力作用，或者說起到近似固定鴨翼的作用，改善機動性。
你F-22噴口是橫著的，我就非得豎著
F-22……：那隨便吧
GF采用前機體預壓縮，前機體下側面清楚地把進氣氣流“導向”進氣口，仰視的時候有“尖銳化的洋蔥頭”的感覺。達索“陣風”也采用了預壓縮，比較NGF與“陣風”，可以清楚地看到兩者之間的淵源。但NGF的預壓縮設計更加先進。從前下方看，預壓縮面從機頭到進氣口先凹后凸，可能揭示了多波系預壓縮的特點，這比從F-16到F-22的簡單預壓縮更加先進。這是首創。
NGF的另一個首創是在偏航方向使用二維推力轉向，這可以從左右方向上“捏扁”的噴口看出。
展開 通過本案例可以學習了解螺栓預緊力，墊片壓縮回彈特性，螺栓預緊力衰減，螺栓不同順序加載
在comsol中怎樣對一個未壓縮的梁進行一定的軸向壓縮后，再分析它的力學性質呢，是要進行多步驟分析嗎
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動態調整的四步求解流程如下：
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可配置時間步長 · 阻尼系數 · 摩擦接觸參數
相比傳統純幾何調整方式，動態求解的優勢十分顯著：
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PART/3
座椅發泡預壓處理
座椅在乘員入座后會產生顯著的變形與預壓縮，若在碰撞仿真中忽略這一初始狀態，座椅中泡沫材料將從未變形狀態開始響應，導致接觸力和能量吸收特性嚴重失真
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壓力滲透的仿真探測過程：
a) 施加預載荷，壓縮橡膠密封圈；
b) 在初始浸濕表面上施加載荷，暴露于油壓時壓力激活；
c) 在部分滲透區域壓力下降；
d) 增加壓力；
e) 如果接觸壓力小于閾值；
f) 擴大滲透面 繼續迭代，直到滲透表面壓力達到最大面積，無法再繼續滲透。
圖3比較了兩種情況，其中唯一區別密封圈和端蓋接觸面寬度差異性，及密封壓縮量差異。
流動波前結果顯示出預填料經由壓縮后，不同于一般壓縮成型，WRTM樹脂充填時會傾向于先充填滿該層纖維布后，才往下一層纖維布繼續充填，這主要原因在于纖維布流動平面之滲透率(K11、K22)大于厚度方向之滲透率(K33)之故。
流動波前結果顯示出預填料經由壓縮后，不同于一般壓縮成型，WRTM樹脂充填時會傾向于先充填滿該層纖維布后，才往下一層纖維布繼續充填，這主要原因在于纖維布流動平面之滲透率(K11、K22)大于厚度方向之滲透率(K33)之故。
流動波前結果顯示出預填料經由壓縮后，不同于一般壓縮成型，WRTM樹脂充填時會傾向于先充填滿該層纖維布后，才往下一層纖維布繼續充填，這主要原因在于纖維布流動平面之滲透率(K11、K22)大于厚度方向之滲透率(K33)之故。
1.測試
使用剛性夾具固定橡膠墊，確保僅受軸向載荷，模擬實際工況的預壓縮量，在橡膠墊頂部安裝已知質量塊（質量m），確保其剛性遠高于橡膠墊。在振動臺臺面（測點1）和質量塊（測點2）各安裝一個加速度傳感器，測量加速度信號a1(t)和a2(t)。若條件允許，在橡膠墊頂部安裝力傳感器，直接測量動態力F(t)。
壓力滲透的仿真探測過程：
a) 施加預載荷，壓縮橡膠密封圈；
b) 在初始浸濕表面上施加載荷，暴露于油壓時壓力激活；
c) 在部分滲透區域壓力下降；
d) 增加壓力；
e) 如果接觸壓力小于閾值；
f) 擴大滲透面 繼續迭代，直到滲透表面壓力達到最大面積，無法再繼續滲透。
圖3比較了兩種情況，其中唯一區別密封圈和端蓋接觸面寬度差異性，及密封壓縮量差異。
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流動波前結果顯示出預填料經由壓縮后，不同于一般壓縮成型，WRTM樹脂充填時會傾向于先充填滿該層纖維布后，才往下一層纖維布繼續充填，這主要原因在于纖維布流動平面之滲透率(K11、K22)大于厚度方向之滲透率(K33)之故。
