薄壁
關注創建者：UG編程模具設計 創建時間：2021-01-05
薄壁的視頻教程
如何提高無網格CAE軟件對薄壁塑料件的分析精度
課程大綱：1.SimSolid軟件介紹2.案例介紹3.剛度、強度、模態、熱變形分析4.針對薄壁件的軟件設置技巧5.對標6.總結掌握SimSold在薄壁件中快速仿真分析方法，掌握粘膠在軟件中的設置方法，對薄壁件的仿真分析精度有深刻的認識等。 Altair SimSolid是專為設計工程師開發的結構分析軟件且極具創新性。
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碳纖維復合材料薄壁件的注塑成型過程模擬
利用注塑成型軟件Moldflow，模擬出碳纖維復合材料薄壁件的注塑成型過程，可提取薄壁件內部短碳纖維取向分布，成型件翹曲變形量、體積收縮等數據，利于進行成型質量優化。
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薄壁的實例教程
對生產小而輕的制件的需求已經使薄壁注塑成為注塑機最需增加的性能?！?em>薄壁”通常是由壁厚少于1mm的輕便電子制件所定義的。對大的汽車制件來說，“薄壁”可以是2mm?？傊?，薄壁制品要求改變加工工藝：更高的壓力和速度、更短的冷卻時間、改變制件頂出和澆口排列。以下是薄壁注塑對注射機和模具的要求。
注射機
標準的注射機可用于生產多種薄壁制品。目前新型注射機的性能大大超過了10年以前。材料、澆口技術以及設計的進步，進一步拓寬了標準注射機對薄壁制件充模的性能。但由于壁厚不斷減少，需要一種更特殊的、具有高速和高壓性能的注射機。
例如，一個厚度小于1mm的電子制件，充模時間小于0.5秒且注塑壓力超過210MPa是很正常的。用于薄壁注塑的液壓式注射機設計有儲壓器，可頻繁地驅動注塑和合模。具有高速和高壓性能的全電動注射機和電動/液壓式注射機也面世了。為了能經受得住新型注射機的高壓，鎖模力的最小值必須是5～7噸/英寸（投影面積）。
另外，當壁厚減少注塑壓力增加時，大型模板有助于減少彎曲。薄壁制品用的注射機的拉桿對模板厚度的比為2:1或更低。生產薄壁制品時，注塑速度和壓力以及其它加工參數的死循環控制有助于在高壓和高速下控制充模和保壓。
至于注射量，大直徑機筒往往太大了，建議的注射量為機筒容量的40%～70%，薄壁制品總成型周期大大縮短，有可能將最小注射量減少到機筒容量的20%～30%。
展開 表1中，E、ν和G分別為CFRP結構件的彈性模量、泊松比和剪切模量，下標數字為復合材料的3個方向；f1t、f1c、f2t和f 2c分別為CFRP薄壁圓管11方向的拉伸強度和壓縮強度以及22方向的拉伸強度和壓縮強度。
表1 宏觀斷裂力學性能參數
2.2 CFRP薄壁圓管的制備與試驗
本研究所選用的碳纖維薄壁圓管材料為T300。首先將單向碳纖維預浸料纏繞在設計好尺寸的芯棒上，然后抽出芯棒，將氣囊放入在纏繞好的預浸料圓管中，再將其放入模具之中進行固定，最后用熱壓機進行加壓得到試驗試件。所制備的CFRP薄壁圓管的纖維鋪層角度和順序為[0°/90°]4（最內層為0°），其中0°與90°分別為薄壁管件的軸向與橫向方向。CFRP薄壁圓管的制造工藝流程如圖3所示，其中，CFRP薄壁圓管尺寸數據見表2。
圖3 CFRP薄壁圓管的制造工藝流程
表2 CFRP薄壁圓管尺寸參數
為保證試樣具有穩定的失效破壞模式以及減小試驗過程中的初始載荷峰值，CFRP薄壁圓管的一端被打磨成45°倒角作為觸發機制。在試驗前，將試件放置于下壓板中心，設定上壓板下移速度為2 mm/min，壓潰行程為80 mm，占總長度的2/3。整個試驗布置現場如圖4所示。
圖4 軸向壓潰試驗布置
通過耐撞性指標來研究CFRP薄壁圓管的耐撞性能，以此評價結構性能的強弱，常用的耐撞性指標如式（13）～（16）所示［15-16］。
2.2.1 最大峰值力
最大峰值力（Global Peak Crush Force，GPCF）為整個碰撞過程中出現的最大峰值力。在CFRP薄壁圓管軸向壓潰試驗中，最大峰值力一般出現在上壓板壓實階段，其數值大小用于描述碰撞過程中對乘員造成的傷害程度，通常與碰撞的初速度和加速度有關［17-18］。
展開 總結
該解決方案通過增加彈性頂出機構，增加了薄壁產品頂出面積，降低了因產品特殊結構帶來的頂出過程產生的力矩，很好的解決了薄壁產品在頂出過程中容易產生變形的問題，且與其他改進方案相比該結構受產品結構、材料強度和其他限制較小，對薄壁類產品具有一定的普適性。目前該方案已在我公司多條高速鍛造生產線上推廣使用，并且取得了很好的應用效果，此次改進方案的實施，使我公司產品質量得到了提升，同時適應了市場的發展需求。
——本文節選自《鍛造與沖壓》2019年第5期。
結論
以上方法加工薄壁套管，解決了變形或造成尺寸誤差和形狀誤差而達不到要求的問題，實踐證明加工效率較高，易于操作，并且適合加工較長的薄壁零件，尺寸易掌握，次性完工，批量生產也較實際。
分析：不同沖擊方式導致的不銹管嚴重變形的位置不同，正弦信號沖擊、鋸齒波信號沖擊、三角波信號沖擊及矩形波信號沖擊導致的薄壁不銹管發生的最大應力處均位于薄壁管的上部分，而恒定信號沖擊位于底部累積；這是由于除去恒定信號沖擊，另外4種都是周期性信號沖擊，通過載荷曲線可以計算沖擊的總位移很小，因此沖擊最大變形處位于薄壁鋼管的上部分。此外通過云圖發現：薄壁管最大應力值出現的順序依次為正弦信號沖擊＞鋸齒波信號沖擊＞恒定信號沖擊＞矩形波信號沖擊＞三角波信號沖擊。這是由于正弦信號的加速度與頻率的二次方成正比，不斷交變的正弦信號不斷沖擊薄壁面使得不銹管在小面積處產生很大的應力集中，因此正弦信號沖擊對不銹管薄壁產生的破壞最大。對于矩形波信號，其速度為常數，因此矩形波信號的加速度為0，所產生的沖擊最小。
圖3 恒定速度沖擊下的應力等值線圖
圖4 不同沖擊方式影響（A）正弦信號沖擊（B）鋸齒波信號沖擊（C）三角波信號沖擊（D）矩形波沖擊信號
5.2最大等效應力時程曲線
最大等效應力時程曲線同樣可以通過LSPP獲取，通過曲線可以快速獲得薄壁管在任意時刻的等效應力變化情況，如圖5所示。可以發現正弦式信號沖擊的最大等效應力峰值出現在沖擊結束時刻左右，鋸齒波信號、矩形波及三角波信號沖擊所產生的最大峰值出現在1.25s左右時刻，而恒定信號沖擊所產生的峰值靠前半部分，在0.6s左右出現峰值。
圖5 5種沖擊方式的最大等效應力時程曲線
6結論
（1）在恒定信號沖擊下，沖擊速度大小直接影響薄壁不銹管的變形程度，速度大的變形可以看成是小速度沖擊鋼管的累積結果。
（2）沖擊方式也會影響薄壁不銹管的變形程度以及最大變形的位置，正弦信號沖擊所產生的變形最嚴重，恒定信號沖擊次之，三角波信號沖擊最弱。
（3）不同沖擊方式所產生最大等效應力的時間不同。
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薄壁的最新內容
Ansys應用類系列網絡研討會中，同時也上線了 “Discovery專題” ，將由Ansys 高級應用工程師劉杰明帶來多場主題分享，重點聚焦 Ansys Discovery 2026 R1 的全新升級，旨在強化前置仿真（Upfront Simulation）工作流，大幅增強的流體網格劃分、薄壁結構捕捉，以及面向早期設計評估的敏感性分析。
針對產品局部成型風險和溫度分布情況，模具中<strong>設置了隨形運水、高壓點冷和線式冷卻</strong>，同時針對外觀部位和末端薄壁區域<strong>布置了油加熱通道</strong>，<u>以改善局部低溫帶來的冷隔和表面不良風險。
裝卸大鑄件或薄壁工件時，定要墊平放穩。相鄰之間要適當留出空隙，裝載高度不得過過規定。拉車機構是否好用。出爐及搬運時，無關人員不得靠車兩側，以免砂箱或工件倒塌傷人。禁止在爐體周圍休息或堆放物品。5．工作物溫度高于400℃時，禁止用鏈條或鋼絲繩起吊，或采取隔熱措施，以免退火后斷裂。使用行車吊運工作物，應遵守行車及掛鉤工操作規程。
一、 單槽鑄鐵地軌維護
1.
但實際金屬材料并不是“均勻黑箱”：晶粒取向、滑移系激活、織構演化都會影響局部塑性變形，尤其在薄壁管壓潰這類大變形、強局部化問題中，微觀結構可能對吸能行為產生重要影響。
對于局部狹窄或薄壁區域，我們會通過增加工藝臺、設置頂桿座等方式，來解決放置空間不足與防頂破的問題。
適創工程師：澆口套位置采用的是螺旋冷卻水路，這種螺旋水路通常怎么加工？
大象隊：這類結構一類可以通過3D打印實現，但成本相對較高；另一類則可以通過金屬粉末成形、拼接加特殊熱處理等工藝完成，成本可能低于直接3D打印。
基于ABAQUS軟件，用殼單元進行波紋管（管道連接件）的建模，在波紋管中心建立柱坐標系，輸入壁厚減薄的公式表征壁厚的非均勻分布。備注：需要提前在場邊量添加STH命令，厚度結果在后處理查看。
如何提高模擬分析的準確性-網格篇1個月前
中性面網格Midplane (2.5D) - 適用于薄壁件，流動寬度至少是厚度的四倍。
雙層面網格Dual Domain (Modified 2.5D) - 適用于薄壁件，流動寬度至少是厚度的四倍。
實體網格 3D Tetrahedral elements - 適用于厚壁和 “矮胖” 類型的產品，寬厚比小于4:1。
OptiStruct 結構優化（核心應用）
**(1) 形貌優化（Beleading/Bead Optimization）—— 最常用**
- **對象**：薄壁沖壓殼體。
- **目標**：提高剛度、降低振動噪聲。
- **設計變量**：加強筋（Bead）的位置、高度、寬度、形狀。
- **約束**：最大應力、頻率、筋高/拔模角。
薄壁彎管在內壓和彎矩作用下的彈塑性坍塌分析
案例 Elastic-plastic collapse of a thin-walled elbow under in-plane bending and internal pressure
問題描述與目標
本案例旨在研究一個薄壁90度不銹鋼彎管及其相鄰直管段，在面內彎矩（張開和閉合彎矩）與內部壓力共同作用下的彈塑性響應直至結構坍塌。
應用焦點：采異型水路的薄壁杯
為具體說明該方法，IPC團隊展示一個薄壁杯的案例。他們用Moldex3D來評估水路配置、直徑與間距，同時透過AI縮短搜索范圍并識別有效設計方案。藉由這套工作流程，所預測的成型周期較傳統配置明顯縮短，成功展現異型水路結合AI，便能以簡易的驗證方式來加速設計優化。
圖一、異型水路設計范例
IPC團隊的工作流程
射出成型的項目往往需要追蹤數十項數據。
