玻纖材料的案例
高性能螺桿針對化學發泡及長玻纖材料的加工解決方案
出于這些特殊考量，將長玻纖增強聚丙烯材料與化學發泡工藝相結合并配合克勞斯瑪菲(KraussMaffei) 標志性的開模壓縮(Open compression molding) 與模板平行度控制技術來兼顧減重與產品強度的需求已成為業界的主流趨勢。
長玻纖材料特點
特別指出，長玻纖的引入能夠在保證強度的同時有效改善產品「吸收」能量的能力，使得體系呈現出「強而韌」的特性；這使得長玻纖材料（玻纖長度10-13mm）在一些大型部件上的應用更加出色。相對「較長」的玻纖在樹脂基材中構成骨架般的網絡結構，進而對沖擊等外部撞擊有很好的吸能效果，這在化學發泡技術減重的同時保證了產品整體的性能。汽車行業中，除上文提到的儀表板骨架以及安全氣囊骨架等；包括前端模塊、底護板、尾門模塊、門基板都可以看到長玻纖增強聚丙烯材料的應用如圖1；主流的長玻纖材料包含線纜包覆法長纖粒料(Wire-Coated Fibers)，以及全浸潤法長纖粒料(Fully impregnated long fiber granule)。其中針對廣泛應用的線纜包覆法長纖粒料(Wire-Coated Fibers) 材料加工顯得尤為重要。圖2 中展示的由于粒子的中心是整束的玻纖被樹脂包覆，在后續的注射成型加工過程中如何將玻纖束打開及均勻分散到熔體中，又如何將玻纖的長度盡量保留成了影響最終產品性能的關鍵。長玻纖如果團聚將不能有效起到支撐產品的骨架作用，并且有可能影響外觀質量；同時玻纖保留長度如果過短也將失去作為長玻纖材料應用的特殊性。其中當玻纖長度在1-2mm 之上時明顯使得各項力學數據大幅提高。在這里需要指出，針對最終的玻纖保留長度是統計學意義上的概念。
展開 玻纖材料方向對進氣格柵行人保護的影響
圖5 仿真模型及工裝
3 模流分析
3.1 模流分析結果
針對含玻纖材料的進氣格柵采用3點順序閥進膠方式，玻纖分布結果如圖6所示：
圖6 進氣格柵玻纖分布云圖
根據頭型碰撞位置及力的傳遞路徑，從上圖可以看出，玻纖取向=0.65。
3.2 玻纖材料插值擬合
根據GFRPP-30材料三個玻纖方向不同拉伸速率下的應力-應變曲線可以得出玻纖取向=0.65下的最大拉伸強度，如圖7所示：
圖7 玻纖取向=0.65下的最大拉伸強度
根據圖7及三個玻纖方向不同拉伸速率下的應力-應變曲線斜率及斷裂伸長率可以得出玻纖取向=0.65不同拉伸速率下的應力-應變曲線，如圖8所示：
圖8 玻纖取向=0.65不同拉伸速率下的應力-應變曲線
4 仿真分析及實驗結果
4.1 仿真分析及實驗結果
碰撞點位置選擇白車身+Y方向0mm處，考慮斷裂模式，仿真分析結果如圖9所示：
圖9 行人保護頭碰仿真分析結果
若不考慮GFRPP-30材料玻纖方向，選取玻纖0°方向不同拉伸速率下的應力-應變曲線，結果如圖10所示：
圖10 GFRPP-30材料玻纖0°方向下行人保護頭碰仿真分析結果
由圖9和圖10可以看出，GFRPP-30材料玻纖0°方向下的結果與其實際玻纖流動方向下的結果不僅曲線趨勢不一致，且二者平均偏差達42%。
實驗采用與仿真分析一樣的方法，結果如圖11所示，由于實驗結果輸出的是頭型加速度與傾入量的關系曲線，因此，需要對其進行轉換，得到碰撞力與傾入量的關系曲線，將實驗結果與仿真結果比對，得到二者關系圖，如圖12所示。
展開 長玻纖增強聚丙烯材料耐疲勞可靠性研究怎么做？文中找答案！
筆者對長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF40）進行不同取向上的力學性能測試，研究機械可靠性：疲勞性能的各向異性行為，探究纖維增強聚丙烯材料的疲勞和性能與纖維取向、溫度、載荷等因素之間的關系，為工程應用和各向異性疲勞本構模型提供指導。
1、長玻纖增強聚丙烯材料疲勞性能各向異性行為
圖1 長玻纖增強聚丙烯材料常溫疲勞S-N曲線
Fig 1 Fatigue S-N curve of long glass fiber reinforced polypropylene material at room temperature
對不同方向的樣條進行尺寸測量，依據標準ISO 13003-2003進行疲勞性能測試，選取拉伸強度的50%-90%范圍內作為最大應力水平，每個應力水平測試2個平行樣，應力比0.1，頻率10Hz，長玻纖增強聚丙烯材料三個方向在常溫下的疲勞S-N曲線結果如圖1所示。從結果可以看出，注塑長玻纖增強聚丙烯材料的疲勞性能依然存在明顯的各向異性，0°、45°、90°方向疲勞性能的整體水平與拉伸強度有著直接性的關系，因此在同一應力水平下，0°、45°、90°方向的疲勞性能逐漸降低；且最大應力的對數與疲勞循環次數的對數呈線性關系，隨著應力水平的降低，疲勞壽命升高，可依據擬合曲線公式表征長玻纖增強聚丙烯材料0°、45°、90°方向的疲勞壽命，對于指導工程應用和產品開發有重要意義。
在低溫和高溫情況下，注塑長玻纖增強聚丙烯材料的疲勞性能也具有常溫條件下表現的各向異性，結果如圖2所示。
展開 一文總結玻纖增強材料的優缺點
玻纖增強塑料是在原有純塑料的基礎上，加入玻璃纖維和其它助劑，從而提高材料的使用范圍。一般的來說，大部分的玻纖增強材料多用在產品的結構零件上，是一種結構工程材料；如：PP ABS PA66 PA6 PC POM PPO PET PBT PPS
優點
：
1.玻纖增強以后，玻纖是耐高溫材料，因此，增強塑料的耐熱溫度比不加玻纖以前提高很多，尤其是尼龍類塑料；
2.玻纖增強以后，由于玻纖的加入，限制了塑料的高分子鏈間的相互移動，因此，增強塑料的收縮率下降很多，剛性也大大提高；
3.玻纖增強以后，增強塑料不會應力開裂，同時，塑料的抗沖性能提高很多；
4.玻纖增強以后，玻纖是高強度材料，從而也大提了塑料的強度，如：拉伸強度，壓縮強度，彎曲強度，提高很多；
5.玻纖增強以后，由于玻纖和其它助劑的加入，增強塑料的燃燒性能下降很多，大部分材料不能點燃，是一種阻燃材料。
展開 
江西上猶玻纖復材產業已成為我國中部地區重要的玻纖復材生產基地
近年來，江西省上猶縣以主攻工業攻堅戰為抓手，舉全縣之力抓規劃、扶龍頭、補弱板、強鏈條，著力推動玻纖新型復合材料產業高質量、跨越式發展，產業鏈不斷延伸，由絲、紗、布等初級產品向保溫隔熱、電子絕緣、綠色建材、汽車輕量化制品等終端產品邁進。目前，該產業集群企業戶數由2015年的42家增加到93家，產業集中度占比由2015年的18%提高到39%，去年首位產業集群企業累計實現主營業務收入45億元，同比增長30%。
為扶持玻纖新型復合材料首位產業轉型升級、做大總量，上猶縣出臺了《上猶縣工業首位產業扶持辦法》，在鼓勵首位產業技改升級、科技進步、信貸支持、用地保障、用能保障、物流補貼、產品推廣等方面，給予政策扶持。如今，上猶縣玻纖新型復合材料產業集群鏈式發展態勢良好，產業集群生產總值連續三年實現翻番，逐步成為該縣產業升級和動能轉化的重要支柱。先后被批準為全省“玻纖新型復合材料產業基地”和“中國玻纖新型復合材料產業集群發展示范基地”，玻纖新型復合材料產業被省政府確定為60個重點打造的產業集群之一。
上猶玻纖復材產業介紹：
位于湘贛邊界的江西省上猶縣保持玻璃纖維產業發展定力，堅持打造玻纖新型復合材料產業集群，以發展玻纖復合材料下游深加工項目為著眼點，大力引進結緣材料、熱塑熱固性復材、阻燃性防火材料、玻璃鋼制品等產業鏈項目，錯位發展玻纖復材深加工，加快推進企業技改升級和增資擴產，目前只有30多萬人口的這個山區小縣已基本形成了從玻纖拉絲、織布、材料復合，到玻纖制品的較為完整的產業鏈條，成為我國中部地區重要的玻纖復合材料產業生產基地。
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富赟貿易（江蘇）有限公司http://www.maifucai.cn/product/53-cn.html
展開 建材行業:汽車輕量化催生玻纖復材廣闊需求
玻纖增強復合材料將助力汽車達成政府規劃的節能降耗目標。工信部要求2020年達到油耗5L/100km的目標,而2015年約有1/4企業未能達到當年目標,工信部將通過不受理新產品申報以及不受理不達標企業投資項目等多個方式予以處罰。目前汽車廠商節能降耗壓力大,汽車輕量化是實現節能降耗重要途徑,玻纖增強熱塑性復合材料是汽車輕量化主流材料。
玻纖增強復合材料在性能、成本上優于普通塑料和鋁合金等材料。一方面玻纖增強復合材料相比普通塑料的耐熱性、抗沖擊等指標領先,另一方面玻纖增強復合材料較鋁合金等在成本上優勢突出。
長纖維熱塑性復合材料(LFT)在玻纖增強復合材料中優勢突出。玻纖增強熱塑性材料較玻纖增強熱固性材料更為環保;在玻纖增強熱塑性塑料中,長纖維熱塑性塑料(LFT)較短纖維熱塑性塑料(SFT)在纖維增強效應、抗撞擊性能、能量吸收率上更佳;同時LFT材料中LFT-D工藝產品從性能和成本上最具優勢。
玻纖增強材料市場天花板持續提升。與許多新材料類似,玻纖增強熱塑性復合材料的需求天花板通過持續的產品創新、材料性能提升而持續抬升。根據我們測算,2015年全球汽車用玻纖增強復合材料市場規模在210-315億元。目前我國玻纖增強復合材料市場主要以化工類企業為主,單一客戶需求量有限,企業需要具備技術+銷售結合的能力開拓新市場。目前總體來看大型企業偏少,集中度不高。
推薦長海股份(300196)。公司核心產品短切氈及新產品長纖維增強熱塑性復合材料(LFT)均主要應用在交通運輸輕量化領域,共同助力業績增長。公司已于近期完成8億元增發,大股東以39.51元/股參與15%,信心十足,后續向下游復合材料領域的延伸值得期待。
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玻纖https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2813
展開 Moldex3D模流分析之和碩平板后背蓋 翹曲改善高達92%
為了改善此問題，和碩團隊嘗試在材料中添加不同比率的玻纖，并以Moldex3D驗證翹曲結果。他們發現添加玻纖之后，纖維配向會沿著流動方向(X軸方向)，可抵抗產品收縮，有效減少翹曲，使產品符合所需的規格(圖五)。
圖四 原始材料的翹曲結果
圖五 添加不同玻纖比率的材料之翹曲結果比較
最后階段中，和碩進行產品結構強度的檢驗。他們使用Moldex3D FEA接口來進行應力分析，并考慮成型過程中產生的各項變因。結果發現進行壓力和扭曲分析時，加入嵌件及玻纖材料均可有效減少產品位移(圖六)。
圖六 不同產品設計、及添加不同比率玻纖材料，進行壓力測試和扭曲測試之結果
最后和碩針對模擬結果進行實驗驗證，并發現二者呈現相同的趨勢。在平坦度驗證中，不同玻纖比率材料的模擬結果也與實驗結果相符(圖七)。
圖七 平坦度分析結果與實際射出結果相符
結果
和碩團隊透過Moldex3D 進階模塊有效改善產品和模具設計。過程中不但找到產品翹曲的主因，也找出可透過更改材料的方法來解決翹曲問題，最后產品在實際射出時，也成功達到所需的結構強度及可接受的位移范圍。
展開 直播預告-汽車增強塑料結構多尺度分析及輕量化仿真技術
目前，汽車EV化的高速推進導致輕量化需求日益提高，基于材料各向同性、部件均勻化、準靜態假設的分析方法已無法有效挖掘相關部件的減重潛力。
Digimat作為一款復合材料多尺度分析平臺，提供了多尺度材料正&逆向建模、材料數據庫、工藝結果映射及結構多尺度耦合分析、A-&B-許用值虛擬計算等眾多功能，為相關領域復合材料結構的精確分析和優化提供了成熟的解決方案。
本次直播，將從多尺度理論展開，輔以真實客戶案例針對性闡述并演示汽車增強塑料結構分析解決方案，分析常用的多尺度材料模型，歡迎預約報名！
1月19日 14:00
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玻纖增強復合材料具有密度小、韌性高、成型快、成本低等優點，在汽車、電子電器等領域廣泛使用。玻纖增強復合材料產品通常使用注塑工藝生產，玻纖取向在產品中的分布會存在差異，進而影響產品的最終性能。為了準確預測玻纖增強復合材料產品的性能，需要在仿真分析中考慮工藝（如玻纖取向）的影響。
本案例為您詳解延鋒彼歐公司如何使用Digimat對復合材料尾門內板的沖擊性能進行分析應用。基于海克斯康旗下的復合材料多尺度仿真軟件Digimat，用戶可以輕松創建復合材料材料卡片，將模流仿真分析結果映射到結構有限元網格，從而實現玻纖增強復合材料結構的精確仿真。同時，注塑工藝中的熔接線也會使材料強度有顯著下降，因此在仿真中還需要考慮熔接線的影響。Digimat可將模流分析中的熔接線結果映射到結構分析網格，以此計入熔接線對產品性能的影響。
復合材料力學性能測試
注塑玻纖復合材料尾門內板使用的材料為PP-GF40。考慮三種玻纖取向的試驗樣件，即0°、45°、90°，進行準靜態拉伸試驗，結果如圖1所示。
圖1.
展開 原創：moldflow個人的學習經驗(也包括網上論壇的總結)
玻纖取向是指加玻纖的材料在剪切作用時排布，玻纖取向的差異化一般也是加玻纖材料翹曲的主要因素，分子取向通常指高分子鏈在剪切作用下的排布。大家也可以看到moldflow分析之后一般不加玻纖材料翹曲值這個選項是0，很小很小。玻纖取向和分子取向和流動方向不是一個概念，下面我發表下自己對這個概念的理解： 分子取向是指所有高分子材料的分子鏈結構，在熔體的流動停止以前，由于流動剪切應力的作用而發生的定向，改變原分子無規則運動，這個過程稱之為分子的取向。由于模腔表面剪切應力較大，芯部剪切應力較小，因此分子取向也是有一個梯度的。另外隨著充模的完成，熔體流動也將停止，原來沿流動取向的高分子鏈此時又會由于熱運動作用開始無規則運動，但由于冷卻速度很快，無規則運動只進行一半就停止了，另一部分則被凍結在材料中，在高分子科學中稱之為殘余取向，這部分殘余取向最終會發生松弛，并形成翹曲。 由上可知，壓力才是形成取向的根本原因，溫度使取向發生松弛，流動只是提供剪切應力，它是產生取向的直接原因，流動并不能完全表示取向，因為流動停止后，取向仍在繼續，并將千變萬化。取向在高分子科學中用取向度karman函數定義表示，它是時空域的標量函數f（x，y，z，t），它與普通雙折射實驗的雙折射度成正比。
2.
后結晶問題（對于本例可能內側模溫高初始結晶大收縮大向內翹，外側模溫低初始結晶不充分后結晶大致使反翹。當然不排除頂出應力的疊加作用，待考察），改善的目標可以圍繞成型時充分結晶減少后結晶來考慮，模溫的均勻以及適當高可以使結晶充分而均勻。MF目前還不能考慮后結晶，處在研發階段。
3.
如果建立了一個帶有錐度的流道，之后可以通過右鍵屬性來改變整個流道的尺寸。但是當你移動了他之后，你再右鍵屬性的時候，就已經不能對整條流道進行修改了，而只是對每一段beam進行修改。
展開 
Polyscope玻纖填充熱塑性復合材料榮獲JEC創新大獎
PolyscoPE公司研發的Xiran SGH30EB玻纖填充熱塑性復合材料由Webasto France和雷諾集團(GroUPe Renault)指定用于安裝全景天窗模塊上的卷簾式導軌。自2016年起，該材料就應用于雷諾風景(Renault Scenic)系列車型以及雷諾大風景系列MPV 車型。
這對汽車工業來說是一項重大的創新，這是熱塑性復合材料第一次在大規模生產的乘用車中成功地替代了常用于天窗設計的鋁。
從傳統的陽極氧化鋁擠壓型材導軌轉向熱塑性復合導軌，雷諾集團對汽車造型進行了改進設計：為乘客騰出13mm的頂空空間，并通過玻璃面板(即采光口)增加了觀景視野。https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/10715.html
Xiran SGH30EB復合導軌簡化了景觀車和大景觀車裝配線上天窗的建造和安裝。總的來說，該項目明顯降低了全景天窗的安裝成本和改進設計成本。
這一項目由Polyscope團隊、汽車制造商雷諾集團，汽車天窗系統一級供應商Webasto SC以及專業的工具制作和模具制造商AARK-Shapers共同合作。
“我們非常高興能夠獲得JEC創新大獎。” Polyscope Polymers B.V.的業務部門總監費迪·法亞斯(Ferdi Faas)說，“這款材料的研發對Polyscope團隊來說挑戰重重，我們非常榮幸能夠與Webasto France公司和雷諾公司卓越的技術、設計和工程團隊合作。”https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/10699.html
本文內容轉載于CPRJ中國塑料橡膠，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本人贊同其觀點和對其真實性負責。
展開 玻纖增強環氧樹脂復合材料大型風電葉片灌注銀紋失效分析與解決方案
咨詢電話：020-66221668
來源：《復合材料科學與工程》
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技術研究｜霍普金森桿對玻纖增強材料（GFRP）的動態壓縮性能研究
GFRP（Glass Fiber Reinforce Plastic）材料，指的是玻璃纖維增強復合材料，俗稱“玻璃鋼”。它是以玻璃纖維及其制品（紗、帶、玻璃布、氈等）作為增強材料，以合成樹脂作基體的一種復合材料，根據不同的樹脂分為環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼、聚酯玻璃鋼等。玻璃鋼具有質量輕、強度高、耐腐蝕、良好介電性、成形設計性好等優點，是替代金屬材料的首選材料之一。GFRP材料用途廣泛，被用于橋梁、混凝土筋材、管道材料、裝飾裝修材料、保溫隔音等方面。在這些應用中，GFRP材料可能會受到沖擊載荷作用，在沖擊載荷下材料往往表現出與準靜態試驗下不同的物理特性，即材料物理性能具有應變率相關性，材料的強度隨著應變率的升高而增大。
表1 GFRP與常見金屬材料的物理性能對比
研究材料的沖擊動態性能常用的有落錘沖擊試驗、泰勒沖擊試驗、分離式霍普金森壓桿試驗（Split Hopkinson pressure bar，簡稱SHPB），本文將使用SHPB技術對GFRP的動態性能進行研究，利用二波法對波形數據進行處理，得出材料不同應變率的應力-應變曲線和應變率-時間曲線。
02分析與討論
2.1應力-應變曲線
常溫20℃下GFRP材料不同試樣尺寸的應力應變關系如圖2~圖3，其中圖3應變率為500/s的曲線因為氣壓較小撞擊桿速度較低，導致試樣為發生大的變形而破壞，最終只有部分壓縮曲線。從兩圖可以看出曲線均有抖動的現象，這是因為試驗過程中，無法完全滿足霍普金森試驗的理論假設—一維應力波假設，出現了波彌散，使得最終曲線抖動異常。同時抖動幅度不是很大，可以近似假設波在桿中沒有散射。GFRP材料兩種尺寸的應力應變關系曲線都經歷了彈性階段、強化階段和最后的應變軟化階段，因此同樣可用彈性模量、屈服強度、壓縮強度及最大強度對應的應變等參數來表征GFRP的動態壓縮性能。
展開 新能源領域電連接器冷熱沖擊CAE仿真分析初探
5.綜合殘余應力、玻纖排布、熔接線結果
對于含玻纖的產品，還需要考慮玻纖方向、熔接線對分析結果的影響；玻纖的分布會導致塑膠材料的模量、熱膨脹系數各向異性；熔接線區域的抗拉應力較小（基體材料的約30%-60%），所以需要綜合考慮：界面分離、殘余應力、玻纖排布、熔接線等多個因素的影響，分析開裂趨勢與風險，結果如下：
PA6-GF30考慮多因素分析結果
PP-GF40考慮多因素分析結果
PPS-GF30考慮多因素分析結果
從上面的分析結果可看出，當綜合考慮了界面剝離、殘余應力、玻纖排布、熔接線后的分析結果與實際開裂結果更接近；
對于含30%玻纖的PA6材料，在考慮多種因素后，累積總應變增加至4%左右，不考慮玻纖總應變約3%，在反復冷熱沖擊下，此模型沿著孔周圍平行于長邊方向（熔接線處）有開裂風險。
對于含40%玻纖的PP材料，在考慮多種因素后，累積總應變增加至15%左右，反復冷熱沖擊下，此模型沿著孔周圍平行于長邊方向開裂風險極高（沿孔周邊熔接線開裂）。
對于含30%玻纖的PPS材料，在考慮多種因素后，累積總應變增加至0.3%左右，反復冷熱沖擊下，此模型總應變較小，開裂風險較小；（熔接線處開裂風險較小）。
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