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登錄固化變形的案例
基于粘彈性本構(gòu)模型的熱固性樹脂基復(fù)合材料固化變形數(shù)值仿真模型
背景介紹
熱固性樹脂基復(fù)合材料在制件成型過程中會產(chǎn)生殘余應(yīng)力,引起固化變形,從而增加裝配和制造的難度,因此,合理預(yù)測預(yù)制件固化過程中的殘余應(yīng)力的發(fā)展具有重要意義。
早期的研究主要集中于彈性理論來研究復(fù)材的固化成型,現(xiàn)今,越來越多的文獻(xiàn)考慮了樹脂的固化放熱以及材料的各向異性等因素的影響,發(fā)展了基于粘彈性模型的數(shù)值仿真計(jì)算方法,證明了粘彈性的結(jié)果固化變形量小于線彈性的結(jié)果,且樹脂含量越高的復(fù)材,其粘彈性效果越明顯。
RTM成型工藝示意圖
二。粘彈性模型在Abaqus中的實(shí)現(xiàn)
本文作者在參考文獻(xiàn)【1】的基礎(chǔ)上,使用廣義Maxwell粘彈性本構(gòu)模型,聯(lián)合編寫了HETVAL、USDFLD、DISP、UMAT及UEXPAN子程序,在abaqus軟件平臺中實(shí)現(xiàn)了復(fù)材固化成型的仿真模擬,其基本編程思路如下圖所示:
其中,最關(guān)鍵的粘彈性本構(gòu)公式為:
參考上述公式和子程序的編寫流程,可以完成上述模型。最后得到仿真Mises應(yīng)力云圖和S33云圖如下:
得到的S33關(guān)于時(shí)間的曲線趨勢如下所示:
該曲線結(jié)果和文獻(xiàn)有出入,但是榮的文獻(xiàn)中關(guān)于底數(shù)的取值有錯(cuò)誤,亦即下列公式的底數(shù)應(yīng)以e為底數(shù),而不是10
【1】
基于黏彈性本構(gòu)模型的熱固性樹脂基復(fù)合材料固化變形數(shù)值仿真模型.pdf
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展開 NX_samcef mecano復(fù)合材料固化變形回彈_制造工藝分析
NX_samcef mecano復(fù)合材料固化變形回彈_制造工藝分析
視頻材料為復(fù)合材料的固化變形回彈建模與分析,視頻可作為操作例程。
百度網(wǎng)盤:http://pan.baidu.com/s/1qXSgCEw
優(yōu)酷:
碳纖維復(fù)合材料平板固化翹曲變形 ¥25
碳纖維復(fù)合材料平板固化翹曲變形,內(nèi)附inp文件,ODB文件及操作視頻
Abaqus基于粘彈性本構(gòu)的復(fù)合材料固化成型仿真
Abaqus基于粘彈性本構(gòu)的復(fù)合材料固化變形分析
復(fù)合材料制件成型過程中,由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學(xué)收縮反應(yīng)以及模具作用等因素的影響,導(dǎo)致制件成型過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力,引起固化變形,從而增加制造成本和裝配難度。因此,合理預(yù)測制件固化過程中殘余應(yīng)力的發(fā)展,計(jì)算制件的固化變形量,成為降低制造成本、提高生產(chǎn)效率的重要手段。
復(fù)合材料固化成型仿真主要包括三個(gè)部分:熱-化學(xué)模型,固化動(dòng)力學(xué)方程和固化本構(gòu)。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1261705中介紹了固化成型過程中的熱化學(xué)模型和固化動(dòng)力學(xué)方程。為了進(jìn)一步研究復(fù)合材料的固化變形過程,本文又引入了粘彈性本構(gòu)模型,采用完全熱力耦合的分析方法,預(yù)測了復(fù)合材料的固化變形。
目前常用的固化本構(gòu)模型包括:線彈性模型,路徑依賴模型和粘彈性本構(gòu)模型。
Zocher等提出的粘彈性本構(gòu)模型其本構(gòu)關(guān)系和應(yīng)力增量方程為:
其中
式中St_im是歷史狀態(tài)變量
其中,增量步內(nèi)的折算時(shí)間
式中,Cu_ij和Cf_ij分別為完全松弛剛度和未松弛剛度;aT、Wm和τm分別為轉(zhuǎn)換因子、權(quán)重系數(shù)和松弛時(shí)間。松弛時(shí)間和權(quán)重因子如下
通過Umat子程序編寫粘彈性本構(gòu)模型,結(jié)合Hetval、Disp等子程序進(jìn)行固化成型過程分析。有限元模型如下圖所示,包括復(fù)合材料及模具。在回彈分析時(shí),通過Model Change 移除模具。
固化過程中的溫度和固化度關(guān)系的關(guān)系如圖所示
計(jì)算得到的溫度和應(yīng)力的關(guān)系如圖所示
固化過程中的應(yīng)力場如下圖所示
移除模具后,可以得到復(fù)合材料的回彈變形如圖所示
有關(guān)于子程序二次開發(fā)或者復(fù)材仿真的問題可以聯(lián)系QQ1653004885或者關(guān)注CAE320公眾號
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復(fù)合材料帽形梁RTM工藝仿真解決方案
從工程應(yīng)用角度而言,唯像模型由于其簡易實(shí)用性被廣泛用于固化過程的仿真模擬過程中[4,5]。
唯象模型的普遍形式如公式(3)所示:
其中, 為反應(yīng)速率函數(shù), 為固化度函數(shù)。
3.5殘余應(yīng)力模型
復(fù)合材料發(fā)生固化變形的原因可以分為三類:復(fù)合材料各向異性的熱膨脹系數(shù)造成鋪層后各個(gè)方向熱膨脹不匹配,從而引起的變形,大約占整個(gè)變形比例的55%;樹脂固化反應(yīng)引起的體積收縮造成的變形大約占整個(gè)變形比例的35%;由模具-制件相互作用導(dǎo)致的變形大約占整個(gè)變形比例的10%[6]。
考慮了溫度和固化影響的殘余應(yīng)力模型如公式(4)所示[7]。
其中為應(yīng)力分量,為總應(yīng)變,為熱化學(xué)應(yīng)變,為松弛模量或材料剛度矩陣。其中,熱化學(xué)應(yīng)變由熱應(yīng)變和化學(xué)應(yīng)變組成。
4 RTM工藝仿真解決方案
4.1纖維鋪覆過程模擬
PAM-FORM是一個(gè)專用于模擬干纖維、熱塑性預(yù)浸料或熱固性預(yù)浸料預(yù)成型過程的仿真軟件。本文采用PAM-FORM模擬干纖維布預(yù)成型過程,預(yù)測纖維是否發(fā)生褶皺、纖維剪切變形。纖維布發(fā)生剪切變形后,其滲透率同樣發(fā)生了變化。本文利用在PAM-FORM里計(jì)算得到的剪切角結(jié)果,將其作為RTM填充過程的前提條件,從而計(jì)算其對滲透率的影響、對RTM填充過程的影響。
如圖4所示,本文對如下所示帽形梁進(jìn)行沖壓模擬。本算例中統(tǒng)一單位制為mm、kg、ms。模具、沖頭、夾緊系統(tǒng)均為剛性體。
展開 Abaqus基于粘彈性本構(gòu)的復(fù)合材料固化成型仿真
復(fù)合材料制件成型過程中,由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學(xué)收縮反應(yīng)以及模具作用等因素的影響,導(dǎo)致制件成型過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力,引起固化變形,從而增加制造成本和裝配難度。因此,合理預(yù)測制件固化過程中殘余應(yīng)力的發(fā)展,計(jì)算制件的固化變形量,成為降低制造成本、提高生產(chǎn)效率的重要手段。
復(fù)合材料固化成型仿真主要包括三個(gè)部分:熱-化學(xué)模型,固化動(dòng)力學(xué)方程和固化本構(gòu)。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1261705中介紹了固化成型過程中的熱化學(xué)模型和固化動(dòng)力學(xué)方程。為了進(jìn)一步研究復(fù)合材料的固化變形過程,本文又引入了粘彈性本構(gòu)模型,采用完全熱力耦合的分析方法,預(yù)測了復(fù)合材料的固化變形。
目前常用的固化本構(gòu)模型包括:線彈性模型,路徑依賴模型和粘彈性本構(gòu)模型。
Zocher等提出的粘彈性本構(gòu)模型其本構(gòu)關(guān)系和應(yīng)力增量方程為:
其中
式中St_im是歷史狀態(tài)變量
其中,增量步內(nèi)的折算時(shí)間
式中,Cu_ij和Cf_ij分別為完全松弛剛度和未松弛剛度;aT、Wm和τm分別為轉(zhuǎn)換因子、權(quán)重系數(shù)和松弛時(shí)間。松弛時(shí)間和權(quán)重因子如下
通過Umat子程序編寫粘彈性本構(gòu)模型,結(jié)合Hetval、Disp等子程序進(jìn)行固化成型過程分析。有限元模型如下圖所示,包括復(fù)合材料及模具。在回彈分析時(shí),通過Model Change 移除模具。
固化過程中的溫度和固化度關(guān)系的關(guān)系如圖所示
計(jì)算得到的溫度和應(yīng)力的關(guān)系如圖所示
固化過程中的應(yīng)力場如下圖所示
移除模具后,可以得到復(fù)合材料的回彈變形如圖所示
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展開 基于Abaqus的光固化3D打印結(jié)構(gòu)仿真
數(shù)字化光處理技術(shù)(DLP)是一種面成型的光固化打印方式,也是一種廣泛使用的3D打印技術(shù)。DLP的技術(shù)原理是在光源作用下使液態(tài)樹脂發(fā)生聚合反應(yīng)固化成型。掃描完一層后,平臺上升或下降一個(gè)切片層厚度,樹脂補(bǔ)充完成后進(jìn)行下一層的固化,新固化層與上一層緊密結(jié)合在一起,如此層層疊加即可完成三維結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。
我們在之前的文章里介紹了復(fù)合材料固化變形的相關(guān)內(nèi)容。樹脂固化過程中會出現(xiàn)化學(xué)-熱-變形多場之間的相互耦合,固化產(chǎn)生的化學(xué)收縮以及熱應(yīng)變會導(dǎo)致復(fù)合材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)形狀發(fā)生改變。光固化3D打印結(jié)構(gòu)變形與復(fù)合材料固化變形本質(zhì)上是類似的,都是由樹脂的固化收縮和熱應(yīng)變導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力,釋放邊界約束后結(jié)構(gòu)發(fā)生回彈變形。與復(fù)合材料固化變形相比,光固化需要額外考慮光照對固化速率的影響,一定程度上增加了分析的復(fù)雜性。
本文將從固化動(dòng)力學(xué)模型、材料本構(gòu)以及建模方法三方面展開介紹。
固化動(dòng)力學(xué)模型
光固化過程中,樹脂的固化速率與溫度和光照強(qiáng)度相關(guān)。本文采用同時(shí)考慮溫度和光照強(qiáng)度影響的自催化固化模型:
式中k為反應(yīng)速率常數(shù),
固化過程會同時(shí)釋放出大量熱量,熱量與固化速率的關(guān)系如下
用到的子程序:sdvini(設(shè)置初始固化度),usdfld(更新固化度和固化速率),hetval(內(nèi)部生熱)
材料本構(gòu)
我們在之前的文章中介紹了復(fù)合材料固化變形的幾種本構(gòu),包括線彈性本構(gòu)、路徑依賴本構(gòu)以及粘彈性本構(gòu)。這里我們采用指數(shù)形式的本構(gòu)來描述材料剛度與固化度之間的關(guān)系。
展開 基于Abaqus的復(fù)合材料固化成型過程中的熱-固化數(shù)值模擬 ¥99
復(fù)合材料固化成型過程中,許多材料參數(shù)都是與溫度場及固化度相關(guān)的,因此模擬復(fù)合材料固化成型時(shí)首先需要知道溫度場和固化度的變化情況。
溫度和固化度這兩部分是相互耦合的,復(fù)合材料固化過程的熱傳導(dǎo)需要考慮固化放熱的影響
式中,ρc為復(fù)合材料密度;Cc為復(fù)合材料比熱容,λ為導(dǎo)熱系數(shù),T為溫度,t為時(shí)間;Q為熱生成率
式中,ρr為樹脂密度;Vf為纖維體積分?jǐn)?shù);Hr為樹脂放熱;α為固化度;固化反應(yīng)速率
其中
式中,K為自催化模型反應(yīng)速率常數(shù);A為頻率因子;ΔE為活化能;R為理想氣體常數(shù)。
數(shù)值模擬過程中主要用到SDVINI、FILM、DISP、HETVAL及USDFLD子程序。
1) SDVINI和USDFLD子程序主要用來定義初始狀態(tài)變量,并且兩者可以互相替代。
2) FILM子程序用來定義熱傳導(dǎo)第三類邊界條件中的對流換熱系數(shù)和環(huán)境溫度。
3) DISP用來定義熱傳導(dǎo)第一類邊界條件,當(dāng)熱交換系數(shù)非常大時(shí),DISP和FILM定義的邊界效果相近。
4) HETVAL用來定義材料內(nèi)部產(chǎn)生的熱量,該程序是連接熱傳導(dǎo)和固化動(dòng)力學(xué)方程的關(guān)鍵。
使用的材料屬性見下表
仿真得到的固化度和溫度變化結(jié)果見下圖
[1]丁安心. 熱固性樹脂基復(fù)合材料固化變形數(shù)值模擬和理論研究[D].
[2]喬巍,姚衛(wèi)星,馬銘澤.復(fù)合材料殘余應(yīng)力和固化變形數(shù)值模擬及本構(gòu)模型評價(jià)[J].材料導(dǎo)報(bào),2019,33(24):4193-4198.
考慮粘彈性本構(gòu)的固化仿真http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1283755
大家有問題可以私信或者聯(lián)系QQ1653004885
附件中為子程序和inp文件
展開 復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制造一體化仿真
【線上+線下】第二期PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝仿真培
訓(xùn)
復(fù)合材料力學(xué)
復(fù)合材料力學(xué)
2025年12月30日 14:33 陜西
PAM-COMPOSITE軟件功能涵蓋:
纖維織物的懸垂和模壓成型
樹脂傳遞模塑 (RTM)、高壓 RTM 和壓縮 RTM及其衍生工藝
熱固性樹脂的固化過程
樹脂固化后引起的制件翹曲變形
片狀模塑料 (SMC)的模壓成型
與制件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)仿真的傳輸接口
通過仿真檢驗(yàn)設(shè)計(jì)部門定義的產(chǎn)品信息, 允許將制造結(jié)果順利轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)部門進(jìn)行復(fù)合 材料制件的結(jié)構(gòu)數(shù)模“凍結(jié)”。
為了普及復(fù)合材料成形工藝仿真分析技術(shù),復(fù)合材料力學(xué)公眾平臺將于2026年1月24 日-1月25日在陜西西安舉辦為期兩天的第二期PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝 仿真培訓(xùn)班,此期培訓(xùn)主要通過“理論+實(shí)操”講解基于PAM-COMPOSITE軟件對連續(xù) 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制件的成型工藝仿真, 包括纖維干布或預(yù)浸料的模壓成型仿真, 液 態(tài)模塑RTM成型仿真,熱固性樹脂的固化變形仿真以及片狀模塑料(SMC)模壓成型
仿真。同時(shí)為了拓展復(fù)合材料制件設(shè)計(jì)制造一體化的全流程仿真,增加CATIA CPD或
Fibersim的制件鋪層設(shè)計(jì)簡單實(shí)操培訓(xùn)和ABAQUS的制件強(qiáng)度校核簡單實(shí)操培訓(xùn)。
展開 從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證:2天攻克PAM-COMPOSITE核心工藝仿真
PAM-COMPOSITE是一款專業(yè)的復(fù)合材料制造工藝仿真軟件, 能夠?yàn)橛脩籼峁?完整的設(shè)計(jì)、工藝仿真、性能預(yù)測解決方案,幫助用戶快速進(jìn)行加工和設(shè)計(jì),分
析和糾正可能通過制造工藝引入的缺陷, 支持預(yù)測連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性/ 熱塑性 樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件在制造過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和變形,幫助用戶最小化生產(chǎn) 風(fēng)險(xiǎn),提高產(chǎn)品質(zhì)量。
根據(jù)復(fù)合材料成型工藝開發(fā)的難點(diǎn), 為了進(jìn)一步增強(qiáng)工藝開發(fā)人員技術(shù)攻關(guān)能 力。結(jié)合當(dāng)前數(shù)值仿真技術(shù)在復(fù)合材料開發(fā)中的重要作用,復(fù)合材料力學(xué)微信公 眾平臺特邀了長期從事PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝仿真的老師, 推出 了PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝仿真課程。
PAM-COMPOSITE軟件功能涵蓋:
纖維織物的懸垂和模壓成型
樹脂傳遞模塑 (RTM)、高壓 RTM 和壓縮 RTM及其衍生工藝
熱固性樹脂的固化過程
樹脂固化后引起的制件翹曲變形
片狀模塑料 (SMC)的模壓成型
與制件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)仿真的傳輸接口
通過仿真檢驗(yàn)設(shè)計(jì)部門定義的產(chǎn)品信息, 允許將制造結(jié)果順利轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)部門進(jìn)行復(fù)合 材料制件的結(jié)構(gòu)數(shù)模“凍結(jié)”。
展開 技術(shù)鄰周報(bào)Q18:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/Abauqs/氣固耦合/NVH/巖土/iSolver/超彈模型/CFD/動(dòng)力總成...
11、Abaqus基于粘彈性本構(gòu)的復(fù)合材料固化成型仿真
作者:
320科技工作室
鏈接:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830920
復(fù)合材料制件成型過程中,由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學(xué)收縮反應(yīng)以及模具作用等因素的影響,導(dǎo)致制件成型過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力,引起固化變形,從而增加制造成本和裝配難度。因此,合理預(yù)測制件固化過程中殘余應(yīng)力的發(fā)展,計(jì)算制件的固化變形量,成為降低制造成本、提高生產(chǎn)效率的重要手段。
12、Abaqus疑難雜癥——INP文件自定義輸出
作者:
易公子
鏈接:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1831024
本期內(nèi)容延續(xù)上一期內(nèi)容,繼續(xù)詳解INP文件的功能,內(nèi)容涉及分析結(jié)果的輸出以及單元?jiǎng)偠染仃嚒①|(zhì)量矩陣的打印。
13、基于 Simplorer 和 Maxwell 的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)仿真
作者:
youngman
鏈接:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1831271
無刷直流電動(dòng)機(jī)是利用電子開關(guān)電路代替有刷直流電動(dòng)機(jī)得機(jī)械換向。無刷直流電動(dòng)機(jī)為了實(shí)現(xiàn)無機(jī)械接觸換相,取消了電刷,將電樞繞組和永磁磁鋼分別放在定子和轉(zhuǎn)子上。
展開 
基于Abaqus的復(fù)合材料固化仿真模擬
利用abaqus進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真已經(jīng)十分普遍,但有關(guān)預(yù)測復(fù)合材料固化過程中變形及殘余應(yīng)力的內(nèi)容相對較少。復(fù)合材料的固化行為可分解為熱傳導(dǎo)、固化交聯(lián)反應(yīng)、樹脂流動(dòng)-壓實(shí)、固化變形四個(gè)重要環(huán)節(jié),涉及Hetval、Uexpan及Umat等子程序,內(nèi)容繁復(fù)且不易理解,下面將簡要介紹各個(gè)環(huán)節(jié)及所使用的子程序。
溫度場研究一直是復(fù)合材料構(gòu)件制造中的一個(gè)主要研究熱點(diǎn),溫度場通過影響樹脂的固化度和固化速率對材料熱物理性能、化學(xué)收縮、殘余應(yīng)力等產(chǎn)生影響,因此針對熱-化學(xué)耦合的仿真研究比較多。此過程中主要使用的子程序有Hetval、Film及USDFLD等,在莊茁先生的著作中有部分源代碼,在此不再贅述。
Film子程序簡介
該子程序在熱交換分析中用來定義非均勻的對流換熱系數(shù)和環(huán)境溫度,可以定義的變量有H(1)、H(2)及sink。
H(1)用于定義節(jié)點(diǎn)上的對流換熱系數(shù),如果沒有定義,那么將被初始化為0。
H(2)用于定義節(jié)點(diǎn)上對流換熱系數(shù)相對于表面溫度的變化率,通過定義這個(gè)值,可以提高非線性分析中的收斂速度。
sink用于定義環(huán)節(jié)溫度,如果沒有定義,那么也將被初始化為0。
Hetval子程序簡介
該子程序用來在傳熱分析中定義內(nèi)部樹脂固化生熱,可以定義和更新的變量有FLUX(1)、FLUX(2)及STATEV。
FLUX(1)用于定義當(dāng)前節(jié)點(diǎn)上的熱流密度。
FLUX(2)用于定義單位溫度變化導(dǎo)致的熱流密度的改變速度。
展開 NEi Nastran中的高級復(fù)合材料分析
■NEi Nastran的結(jié)構(gòu)-熱耦合分析,可以對復(fù)合材料在熱環(huán)境下的熱膨脹應(yīng)力、結(jié)構(gòu)固化成形過程中100℃~200℃的溫差而引起的結(jié)構(gòu)固化變形和殘余應(yīng)力進(jìn)行分析。
■NEi Nastran程序中的材料性質(zhì)、強(qiáng)度準(zhǔn)則均可以定義為隨溫度變化,以此來引入溫度變化對結(jié)構(gòu)物理性能的影響。
NEi Nastran層單元支持各種靜強(qiáng)度剛度、非線性、穩(wěn)定性和振動(dòng)特性等結(jié)構(gòu)分析。完成分析后,可以圖形顯示或輸出每個(gè)鋪層及層間的應(yīng)力和應(yīng)變等結(jié)果(雖然一個(gè)單元包含許多鋪層),根據(jù)這些結(jié)果可以判斷結(jié)構(gòu)是否失效破壞和滿足設(shè)計(jì)要求。
復(fù)合材料分析高級功能.pdf
NEi Nastran有別于其他Nastran的25個(gè)顯著特點(diǎn).pdf
展開 MSC Digimat簡介與應(yīng)用案例分享
虛擬材料表征Digimat-FE
-微觀組分性能、組織決定材料宏觀性能
-虛擬DCB測試,預(yù)測單向帶層合板層間韌性
-固化引入的內(nèi)應(yīng)力
2. 材料數(shù)據(jù)庫&交換Digimat-MX
-材料數(shù)據(jù)&模型的交換
3. 逆向建模Digimat-MX.RE
-基于測試數(shù)據(jù),逆向建立仿真用材料模型
-涵蓋:靜力、動(dòng)力、疲勞、蠕變、熱力、固化、應(yīng)變率、失效模型校驗(yàn)……
4. 材料正向建模Digimat-MF
-基于材料組分性能、微觀結(jié)構(gòu)建立材料的多尺度模型
-提供的多尺度材料模型、微觀構(gòu)型多樣
5. 工藝仿真結(jié)果映射Digimat-MAP
-將工藝仿真結(jié)果、檢測結(jié)果映射至結(jié)構(gòu)分析網(wǎng)格
6. 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)仿真Digimat-CAE
-復(fù)合材料部件的固化變形(Digimat-MF + Digimat-CAE)
-CAE模型計(jì)入ATL Gap缺陷(Digimat-MF + Digimat-MAP + Digimat-CAE)
-多平臺耦合分析:靜強(qiáng)度失效、NVH、蠕變、傳熱、高速?zèng)_擊、固化……
7. 虛擬材料測試Digimat-VA
A-&B-許用值虛擬預(yù)測
含缺陷復(fù)合材料性能評估
8. 注射成型部件集成解決方案Digimat-RP
-注射成型部件性能受材料性能、空間分布影響
-3D打印部件的性能評估
9.
展開 Ansys Workbench 膠粘凝固過程,變形等效仿真 ¥15
問題:
最近遇到一個(gè)仿真項(xiàng)目:一個(gè)光滑薄板粘貼在基板上,要求評估膠粘凝固后平面的變形量。作為一位結(jié)構(gòu)仿真工程師,關(guān)于膠粘凝固過程的仿真——膠水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),似乎和結(jié)構(gòu)仿真沒什么關(guān)系,自己也不知道如何進(jìn)行計(jì)算。所以就查詢了deepseek和豆包,然后就知道了ansys官方已經(jīng)針對該問題設(shè)計(jì)了一個(gè)ACT插件專門用于模擬膠粘凝固過程的仿真: ACCS Ansys Composite Cure Simulation (收費(fèi)插件,人窮志短買不起,哎!)
然后就查詢了一些關(guān)于膠粘過程的論文,其中“車身制造用鋁合金-鋼膠接接頭固化變形及固化失效機(jī)理研究-朱曉搏”寫的比較詳細(xì),指出膠粘過程大致階段如下,詳細(xì)內(nèi)容請參考原文。
? 第一階段:從開始加熱起始直至溫度升高到膠層的凝膠點(diǎn)結(jié)束。在這一階段中,膠層為粘流態(tài),表現(xiàn)為高粘度的流體。
? 第二階段從膠粘劑凝膠開始,經(jīng)歷整個(gè)保溫階段至溫度下降到玻璃化溫度為止。整個(gè)階段,膠層處于高彈態(tài)。這一階段是整個(gè)固化過程中膠層屬性最為復(fù)雜的階段。包括膠層固化反應(yīng)收縮和溫度、膠層狀態(tài)等多方面因素共同影響。
? 第三階段由玻璃化溫度開始直至膠層溫度冷卻至室溫。在此階段中,膠層完全固化,處在玻璃態(tài),其物理屬性只與溫度相關(guān)。在此狀態(tài)下,膠層的鏈段被凍結(jié),變形能力很小,具有較高的模量。
這里結(jié)合當(dāng)前工作需求和實(shí)際狀態(tài),以上述論文中的膠粘凝固過程為基礎(chǔ),嘗試了一個(gè)偷懶的仿真方式。其中論文中的第一階段,膠層為流體狀態(tài),結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力,不予考慮;論文中的第二階段,這里只考慮膠層的固化反應(yīng)體積收縮,其余不考慮。同時(shí)該階段膠層材料的物理屬性由固化后屬性按比例衰減估計(jì);論文中的第三階段則為降溫體積收縮過程。所以,本文針對膠粘固化過程的仿真變?yōu)閮蓚€(gè)階段。
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