翹曲變形分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
翹曲變形分析的視頻教程
ABAQUS橡膠網(wǎng)格大變形分析mapsolution功能的用法（三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形問題）
本課程的內(nèi)容： 介紹map solution功能在大變形，非線性有限元分析中的基本原理。 插件導(dǎo)入ABAQUS教學(xué)（插件見附件），介紹網(wǎng)格建模插件的使用方法。 三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析基本流程。 使用map solution功能復(fù)現(xiàn)三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析。 拼合多個分析步的結(jié)果，解決力-位移曲線不連續(xù)問題，經(jīng)驗總結(jié)。
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工作變形分析(ODS)與運行模態(tài)分析(OMA)
培訓(xùn)內(nèi)容： 本課程主要介紹結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析中的兩種典型方法：工作變形分析與運行模態(tài)分析。具體內(nèi)容涉及：工作變形分析與運行模態(tài)分析的定義、功用、分類、理論基礎(chǔ)及主要實施流程，運行模態(tài)分析與實驗?zāi)B(tài)分析的區(qū)別及聯(lián)系，運行模態(tài)分析中物理模態(tài)的甄別和虛假模態(tài)的剔除方法等。 適用人群： 對結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析感興趣的所有用戶。
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翹曲變形分析的實例教程
考慮模具干涉效應(yīng) (Consider in-mold Constraint Effect)：勾選此選項以考慮塑件頂出前在模具內(nèi)受到的收縮干涉，而翹曲分析后將會輸出額外的結(jié)果項顯示因為模具干涉效應(yīng)所導(dǎo)致的位移變形量。考慮模具干涉效應(yīng)的翹曲變形總量一般會比沒有考慮來的小。
求解器加速 (Solver Acceleration)：勾選此選項(默認)以啟用效率高的基材求解器做為計算工具。如果此選項被關(guān)閉，計算穩(wěn)定性會更好但也會耗費更多的計算資源與時間。
考慮流動殘留應(yīng)力在翹曲分析 (Consider flow induced residual stress in stress page analysis)：勾選此選項以考慮流動殘留應(yīng)力對翹曲變形的影響，翹曲分析將會讀取充填/保壓分析輸出的流動殘留應(yīng)力結(jié)果 (由VE模塊之計算參數(shù)啟用)。否則翹曲的計算將只考慮溫度變化導(dǎo)致的體積收縮。
輸出熱位移：勾選此項目來在翹取結(jié)果輸出熱位移項目，也就是計算純粹在頂出后才產(chǎn)生的變形量以評估冷卻過程的效用。
纖維強化材料選項 (Fiber-Reinforced Material Option)
Moldex3D可進步地分析纖維強化材料（由塑料和纖維復(fù)合而成）的翹曲變形。唯有所選材料包含纖維時，才能選擇翹曲(Warp) 標簽中的 纖維強化材料選項(Fiber-Reinforced Material Option)。
•計算考慮纖維配向效應(yīng) (Consider fiber orientation effect)
當(dāng)流動(F/P)分析有計算纖維排向時，可以啟用此選項(如果材料含纖則為預(yù)設(shè))來考慮纖維配向?qū)?em>翹曲結(jié)果的影響。則翹曲分析讀取充填與保壓模擬的纖維排向結(jié)果，以計算受影響的機械性質(zhì)(模數(shù))并提供做翹曲分析的計算。
展開 四、充填及冷卻階段對制品翹曲變形的影響
熔融態(tài)的塑料在注射壓力的作用下，充入模具型腔并在型腔內(nèi)冷卻、凝固。此過程是注射成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這個過程中，溫度、壓力、速度三者相互耦合作用，對塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有極大的影響。較高的壓力和流速會產(chǎn)生高剪切速率，從而引起平行于流動方向和垂直于流動方向的分子取向的差異，同時產(chǎn)生“凍結(jié)效應(yīng)”。“凍結(jié)效應(yīng)”將產(chǎn)生凍結(jié)應(yīng)力，形成塑件的內(nèi)應(yīng)力。溫度對翹曲變形的影響體現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）塑件上、下表面溫差會引起熱應(yīng)力和熱變形；
（2）塑件不同區(qū)域之間的溫度差將引起不同區(qū)域間的不均勻收縮；
（3）不同的溫度狀態(tài)會影響塑料件的收縮率。
五、脫模階段對制品翹曲變形的影響
塑件在脫離型腔并冷卻至室溫的過程中多為玻璃態(tài)聚合物。脫模力不平衡、推出機構(gòu)運動不平穩(wěn)或脫模頂出面積不當(dāng)很容易使制品變形（前面已經(jīng)講過）。同時，在充模和冷卻階段“凍結(jié)”在塑件內(nèi)的應(yīng)力由于失去外界的約束，將會以“變形”的形式釋放出來，從而導(dǎo)致翹曲變形。
六、注塑制品的收縮對翹曲變形的影響
注塑制品翹曲變形的直接原因在于塑件的不均勻收縮。如果在模具設(shè)計階段不考慮填充過程中收縮的影響，則制品的幾何形狀會與設(shè)計要求相差很大，嚴重的變形會致使制品報廢（即收縮率的問題）。除填充階段會引起變形外，模具上下壁面的溫度差也將引起塑件上下表面收縮的差異，從而產(chǎn)生翹曲變形。對翹曲分析而言，收縮本身并不重要，重要的是收縮上的差異。在注塑成型過程中，熔融塑料在注射充模階段由于聚合物分子沿流動方向的排列使塑料在流動方向上的收縮率比垂直方向的收縮率大，而使注塑件產(chǎn)生翹曲變形（即各向異性）。一般均勻收縮只引起塑料件體積上的變化，只有不均勻收縮會引起翹曲變形。
展開 在得知預(yù)期變形值下，使模具比實際產(chǎn)品設(shè)計稍大，則產(chǎn)品最終尺寸可以更接近設(shè)計標準。 然而，由于成型工藝之復(fù)雜度的及其對部件變形的影響，可能難以獲得成型后尺寸變化并確定適當(dāng)?shù)难a償值。 Moldex3D可以使用不同格式的STL輸出變形模型，以供進一步應(yīng)用。 此外，結(jié)合NX全球變形功能，可以執(zhí)行模具補償法。
以下步驟顯示如何導(dǎo)出變形模型并執(zhí)行模具補償順序。
步驟 1：完成翹曲變形分析后，進入結(jié)果分頁，然后單擊翹曲中的變形來進行翹曲結(jié)果的輸出。主要會使用導(dǎo)出變形后模型的功能，可選擇的文件格式包括STL（ASCII），STL（Binary），CATIA RSO格式和NX Global變形格式。
注意：所有輸出檔案是包含變形訊息之表面網(wǎng)格元素數(shù)據(jù)，其相關(guān)的CAD內(nèi)核如下。 為了獲得變形幾何外形，需要進一步的轉(zhuǎn)移過程，這也將在本節(jié)中介紹。
?檔案 *.stl 輸出文件格式設(shè)置為STL（ASCII）和STL（Binary）。
?檔案 *.rso 輸出文件格式設(shè)置為CATIA RSO格式。
?檔案 *.csv和 *_Deformed.csv 輸出文件格式設(shè)置NX Global 變形格式。
在步驟1開始前：預(yù)期在XYZ方向上以不同的變形補償率定義翹曲變形縮放。使用結(jié)果中測量工具上的距離檢查 XYZ 方向的線性收縮率。然后，按照三個方向的收縮百分比個別來補償模型。在此模型中，X 方向線性收縮率為 0.389%，Y 方向為 0.404%，Z 方向為 0.726%。
步驟 2：對于使用導(dǎo)出變形后模型的功能，需勾選變形后模型含收縮補償。選擇格式為NX Global變形格式，修改縮放比為"1"。還要在 XYZ 方向輸入個別的模具補償值，該值是線性收縮百分比的兩倍。 然后，指定另存新文件名稱和位置，然后點擊開始導(dǎo)出文件。
展開 由于隱形眼鏡殼模需要二次加工，尺寸精度要求高，收縮變形的容許范圍也相當(dāng)嚴苛。臺科大學(xué)生利用實驗室原有之隱形眼鏡模具，導(dǎo)入Moldex3D模流軟件，藉由專家分析模塊的實驗設(shè)計法(DOE)，判別最佳成型參數(shù)，以此進行設(shè)計變更，成功改善產(chǎn)品翹曲變形問題。
圖一 隱形眼鏡殼模之基弧與前弧
挑戰(zhàn)
尺寸收縮變形與翹曲
解決方案
利用Moldex3D 專家分析模塊找出最佳成型參數(shù)，改善產(chǎn)品收縮變形。
效益
減少試模時間與風(fēng)險，降低人力成本
改善產(chǎn)品翹曲變形達28%
案例研究
本案例的產(chǎn)品為隱形眼鏡殼模，因產(chǎn)品需要經(jīng)過二次加工，尺寸精度尤為重要。為了要提升產(chǎn)品精度，首先，臺科大團隊透過Moldex3D專家分析模塊進行DOE實驗設(shè)計法分析，找出最佳成型參數(shù)組別，將質(zhì)量因子設(shè)定為『最終總變形量』，再選擇四個與收縮有關(guān)的控制因子，分別為：模具溫度、熔膠溫度、保壓壓力和冷卻時間(圖二)。透過軟件分析各因子對隱形眼鏡殼模變形的影響，得到最佳參數(shù)組別，并可得知得知B因子- 塑料溫度為重要影響參數(shù) (圖三)。
圖二 使用Moldex3D DOE模塊仿真分析之設(shè)定
圖三 因子響應(yīng)圖
除了利用Moldex3D進行DOE實驗設(shè)計法分析取得最佳參數(shù)組合，臺科大團隊還利用Moldex3D的充填分析檢視原始設(shè)計的問題點，并成功驗證軟件的準確度。從圖四對照圖可以發(fā)現(xiàn)，Moldex3D模擬原始設(shè)計在不同充填階段的充填情形，經(jīng)比較后發(fā)現(xiàn)與實際射出結(jié)果高度相符。
圖四 短射問題之模擬和實際射出對照表
透過Moldex3D充填分析可以了解，原始設(shè)計(圖五)存在流動不平衡的問題。當(dāng)充填至80%時，基弧已充填完成，但體積較大的前弧卻充填不到一半。
展開 案例研究
首先經(jīng)由Moldex3D模流分析軟件分析，得知該產(chǎn)品有充填流動不平衡的問題，導(dǎo)致保壓不均勻、體積收縮不良產(chǎn)生變形；透過軟件的翹曲變形仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品在X方向呈現(xiàn)V形變形趨勢 (圖二)，可能導(dǎo)致日后組裝困難。另外，Moldex3D保壓仿真分析結(jié)果顯示，產(chǎn)品的保壓溫度分布幾乎都在凍結(jié)溫度(135°C)以上，代表保壓時間十分充足，可嘗試減少保壓時間。分析還顯示冷卻時間過長，因此希望藉由降低保壓與冷卻時間，改善成型周期過長問題。
圖二 X方向呈現(xiàn)V形變形趨勢，可能發(fā)生組裝困難
圖三 澆口已凍結(jié)，說明保壓時間已經(jīng)足夠，可以嘗試減少保壓時間
針對Moldex3D的模擬預(yù)測結(jié)果，開始進行原始設(shè)計(Original 1)設(shè)計優(yōu)化，希望改善流動不平衡及縮短成型時間。由于原始設(shè)計的兩點進澆方式導(dǎo)致流動不平衡，使產(chǎn)品出現(xiàn)收縮不穩(wěn)定的現(xiàn)象，因此改為單點進澆，并選擇在產(chǎn)品中間位置進澆(圖四)。同時，也進行保壓時間(8.7秒-7秒)與水溫溫度(55°C-25°C) 兩個制程參數(shù)優(yōu)化，以利縮短成型周期。
完成設(shè)計變更組1后，再次利用Moldex3D進行模擬分析后，獲得以下結(jié)果和結(jié)論：
• 降低了水溫，使溫差增大，冷卻效率提升且冷卻時間縮短，但公母模溫加大，也提升翹曲變形可能性。
• 改變進澆位置無法改善翹曲變形，再加上采用低模溫可能使翹曲加大，因此改采修正產(chǎn)品肉厚方式進行第二組設(shè)變。
圖五 設(shè)計 變更組 1(右)總翹曲變形量比原始設(shè)計(左)稍大
由于產(chǎn)品兩側(cè)肉厚不同，導(dǎo)致流動行為與體積收縮不均，即使進行設(shè)計變更組1，產(chǎn)品變形也無法獲得明顯改善，因此修正產(chǎn)品肉厚設(shè)計為下一步主要的變更方向。
展開 
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Upsettingofacylindricalbillet:quasi-staticanalysiswithmesh-to-meshsolutionmapping(Abaqus/Standard)andadaptivemeshing(Abaqus/Explicit)
這是abaqus幫助文檔案例之一。內(nèi)容為自己親自動手做的，含經(jīng)驗分享。
8.先進評價方法的應(yīng)用
要準確分析和控制翹曲變形，需要借助先進的檢測設(shè)備和方法。國高材分析測試中心提供全面的翹曲評價測量解決方案，包括采用3D輪廓掃描儀進行產(chǎn)品表面三維形貌快速獲取、二次元影像量測儀實現(xiàn)精密尺寸檢測，以及TMA（熱機械分析儀）評價材料線膨脹系數(shù)，從而預(yù)測原材料在熱過程中引發(fā)翹曲的傾向。
在現(xiàn)代制造業(yè)，尤其是高端裝備、汽車工業(yè)、精密電子及新材料領(lǐng)域，產(chǎn)品的表面與三維形貌已不再是簡單的“外觀”問題，而是直接關(guān)乎性能、可靠性與壽命的核心質(zhì)量指標。一個微米級的臺階、一道納米級的劃痕、一處難以察覺的翹曲變形，都可能成為產(chǎn)品失效的“阿喀琉斯之踵”。傳統(tǒng)接觸式測量或二維視覺檢測，在面對復(fù)雜曲面、異形結(jié)構(gòu)及微觀形貌時，往往力不從心，數(shù)據(jù)片面，效率低下。
3D輪廓掃描儀是一種專門用于捕捉物體三維形狀和幾何特征的高精度測量設(shè)備
橡膠變形分析怎么弄？4個月前
有沒有大佬幫我看看哪里出錯了，結(jié)果算不出來??
基于ANSYS Workbenhch2024r2 結(jié)構(gòu)變形后的靜力分析
第一步靜力分析，靜力分析后的結(jié)果
靜力變形后模型導(dǎo)入下一步進行靜力分析或者其他分析，拖入靜力分析，設(shè)置放大系數(shù)，在B6點擊更新
導(dǎo)入后的力模型
插入邊界條件，靜力分析結(jié)果
某重卡商用車駕駛室BIP門窗框變形率分析規(guī)范
某袋除塵殼體結(jié)構(gòu)選型如下：
箱體板厚5mm
箱體角柱：角鋼L90*56*8
箱體加強筋：角鋼L90*56*6
花板厚6mm
花板下加強筋：橫向為扁鋼80*6，縱向為扁鋼100*6
箱體中間支撐管：鋼管Φ60*5
圖1 袋除塵殼體結(jié)構(gòu)示意圖
2、 建立模型
按照殼體結(jié)構(gòu)示意圖建立幾何模型如圖2所示。
煙道結(jié)構(gòu)
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結(jié)構(gòu)及其支座示意圖、除塵器支座設(shè)置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結(jié)構(gòu)及其支座、除塵器支座設(shè)置示意圖
建立模型
由于進氣煙道與殼體之間沒有膨脹節(jié)，因此需要考慮殼體的熱膨脹對煙道的影響，殼體已經(jīng)過計算滿足要求，本模型無需建立加強筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設(shè)置有膨脹節(jié)，故單獨建立出氣煙道模型
Moldex3D模流分析之VE分析11個月前
蒙麥斯應(yīng)力的預(yù)測結(jié)果
? 翹曲變形分析
在冷卻過程中，不同區(qū)域的溫度節(jié)會隨著時間而變化。而溫度的分布對于翹曲變型有著非常顯著的影響。如果能夠考慮塑料的黏彈性質(zhì)，則翹曲變型分析的結(jié)果將可以更接近真實成型中的熔膠流動行為。
某移動罩下軌道梁（H型鋼），在移動罩運動時，產(chǎn)生較大變形，通過有限元分析，使用動載荷分析
動態(tài)載荷可依其作用方式的不同，分為以下三類：
1．構(gòu)件作加速運動。這時構(gòu)件的各個質(zhì)點將受到與其加速度有關(guān)的慣性力作用，故此類問題習(xí)慣上又稱為慣性力問題。
2．載荷以一定的速度施加于構(gòu)件上，或者構(gòu)件的運動突然受阻，這類問題稱為沖擊問題。
3．構(gòu)件受到的載荷或由載荷引起的應(yīng)力的大小或方向
