增強塑料
關注創建者：晉源貔貅 創建時間：2018-09-12
增強塑料的視頻教程
Ansys Mechanical 短纖維復合材料結構仿真解決方案
Ansys Mechanical 2021R1填補了短纖維增強復合材料注塑成型和結構模擬之間溝壑，這一新的工作流程使短纖維增強塑料的模擬比以往任何時候都更容易和更快。 Ansys 2021 R1最新版本的Ansys Mechanical能夠模擬注塑塑料的真實和復雜細節，如纖維的方向和零件中存在的注塑應力。這將大大提高結構開發的準確性。
免費 49分鐘 725播放
查看
增強塑料的實例教程
玻璃纖維增強塑料優點：
玻璃纖維增強塑料的耐熱溫度比不加玻纖高很多，尤其是尼龍類塑料
玻璃纖維增強塑料的收縮率低，剛性高。
玻璃纖維增強塑料不會應力開裂，同時，玻璃增強纖維塑料的抗沖性能提高很多
玻璃纖維增強塑料的強度高，如：拉伸強度，壓縮強度，彎曲強度，都很高。
玻璃纖維增強塑料由于其它助劑的加入，使得玻璃纖維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。
玻璃纖維增強塑料缺點：
玻璃纖維增強塑料由于玻纖的加入，使得塑料變成不透明的了，不加玻纖前是透明。
塑玻璃纖維增強塑料比不加入的玻纖的塑料韌性降低，脆性增加；
塑玻璃纖維增強塑料由于玻纖的加入，所有材料的熔融粘度增大，流動性變差，注塑壓力比不加玻纖的要增加很多，為了正常注塑，所有增強塑料的注塑溫度要比不加玻纖以前提高10℃-30℃。
由于玻纖和助劑的加入，玻璃纖維增強塑料的吸濕性能大加強，原來純塑料不吸水的也會變得吸水，因此，注塑時都要進烘干。
玻璃纖維增強塑料在注塑過程中，玻纖能進入塑料制品的表面，使得制品表面變得很粗糙，斑斑點點。為了取得較高的表面質量，最好注塑時使用模溫機加熱模具，使得塑料高分子進入制品表面，但不能達到純塑料的外觀質量。
玻纖增強以后，玻纖是硬度很高的材料，助劑高溫揮發后是腐蝕性很大的氣體，對注塑機的螺桿和注塑模具的磨損和腐蝕很大，因此，生產使用這類材料的模具和注塑機時，要注意設備的表面防腐處理和表面硬度處理。
展開 Scania Growth Capital已向瑞典材料技術公司cobreon投資33.3億歐元，該公司開發了一種超快碳纖維增強塑料(Cfp)生產工藝，從而提高了復合材料的標準。
材料，成本低，對環境的影響最小。
Cobreon發明了一種快速生產碳纖維增強塑料的工藝。這導致了新的更高標準的復合材料，降低了成本和對環境的影響最小。
專利程序是基于感應加熱，它使柯勃隆能夠以比現有的既定方法更快的速度生產碳纖維組件。生產的碳纖維組分質量也較好，生產能耗大大降低。
生產周期快10倍
Cobreon AB的創始人兼首席執行官Tobias Bj rnhov說:
這項技術使生產周期縮短了10倍，節省了95%的能源，并創造了有史以來纖維體積分數最高的復合材料。
這一切始于十多年前在法國阿爾卑斯山與一群熱愛滑雪的朋友，以及用碳纖維制造更好的滑雪板的想法。
Bj rnhov說：“我們的金融資產有限，所以我們需要找到一種更快、更便宜的方法來開發雪橇。然后，我們發現，我們可以加熱材料的材料是從內部，而不是增加熱量到外面，利用其中所含的碳纖維作為熱源。”
“多虧了這項技術，熱量可以更容易控制，需要添加的塑料更少，纖維的體積分數也很高，”公司創始人兼首席技術官(CTO)拉斯·奧爾森(Rasmus Olsson)說。
產品種類繁多
該方法適用于汽車、電信、航空航天和機器人等行業的廣泛產品。
“我們正處于加速階段，我們的生產能力和我們的組織都在增長。擁有Scania Growth Capital作為投資者，無論是擁有財政資源，還是擁有他們的技能和經驗，對我們來說都是極其重要的。”
斯卡尼亞定制卡車開發主管佩爾-阿恩·埃里克森(Per-Arne Eriksson)將加入科巴隆的董事會。
展開 Scania Growth Capital已向瑞典材料技術公司cobreon投資33.3億歐元，該公司開發了一種超快碳纖維增強塑料(Cfp)生產工藝，從而提高了復合材料的標準。
材料，成本低，對環境的影響最小。
Cobreon發明了一種快速生產碳纖維增強塑料的工藝。這導致了新的更高標準的復合材料，降低了成本和對環境的影響最小。
專利程序是基于感應加熱，它使柯勃隆能夠以比現有的既定方法更快的速度生產碳纖維組件。生產的碳纖維組分質量也較好，生產能耗大大降低。
生產周期快10倍
Cobreon AB的創始人兼首席執行官Tobias Bj rnhov說:
這項技術使生產周期縮短了10倍，節省了95%的能源，并創造了有史以來纖維體積分數最高的復合材料。
這一切始于十多年前在法國阿爾卑斯山與一群熱愛滑雪的朋友，以及用碳纖維制造更好的滑雪板的想法。
Bj rnhov說：“我們的金融資產有限，所以我們需要找到一種更快、更便宜的方法來開發雪橇。然后，我們發現，我們可以加熱材料的材料是從內部，而不是增加熱量到外面，利用其中所含的碳纖維作為熱源。”
“多虧了這項技術，熱量可以更容易控制，需要添加的塑料更少，纖維的體積分數也很高，”公司創始人兼首席技術官(CTO)拉斯·奧爾森(Rasmus Olsson)說。
產品種類繁多
該方法適用于汽車、電信、航空航天和機器人等行業的廣泛產品。
“我們正處于加速階段，我們的生產能力和我們的組織都在增長。擁有Scania Growth Capital作為投資者，無論是擁有財政資源，還是擁有他們的技能和經驗，對我們來說都是極其重要的。”
斯卡尼亞定制卡車開發主管佩爾-阿恩·埃里克森(Per-Arne Eriksson)將加入科巴隆的董事會。
展開 對前端模塊準靜態和動態失效的預測
挑戰
隨著和Digimat經銷商—Dynamore Nordic的深入合作，沃爾沃汽車公司研究了Digimat局部各向異性材料模型處理增強塑料的強大功能。該評估項目帶來了很多好處：
使用Digimat模型并考慮注塑過程的局部各向異性，準確預測增強塑料的響應
多種FEA分析的能力：靜態與動態失效
用一個獨特的多尺寸材料模型可和多種有限元求解器耦合使用的靈活性
對材料進行早期校準
解決辦法
? 通過試件有限的實驗數據校準，可以生成局部各向異性Digimat材料模型。注塑仿真使用Moldflow進行，將生成的纖維方向映射到結構網格。
? 最終的FE模型可以撲捉材料的各向異性特性，其依賴于當前結構網格的單元上的局部纖維方向。
結果/優點
? 已經證明動態和準靜態載荷類型的預測準確性。
? 已展示了與不同的隱式和顯式有限元求解器的可用性。
? 已根據有限可用的測試數據，擬合出Durethan BKV 30（PA6 GF30）的Digimat參數。
? 計算性能
*完全碰撞工況仿真（行人）
- 使用局部各向異性Digimat材料代替各向同性的碰撞有限元材料，可接受地增加了3-5%的計算成本。
*車輛靜態強度工況模擬
- 部件中使用局部各向異性Digimat代替各向同性的Abaqus模型，減少了計算成本。
結果與測試的有效性/相關性評估
選用沃爾沃新XC90模型前端模塊的試制版本進行這次評估。模型分別施加6種工況。
? 4個前端模塊
? 準靜態3點對稱和非對稱彎曲
? 動態對稱和非對稱跌落測試
? 2個整車：行人碰撞、靜態強度
? 僅從前端模塊模型上獲取的仿真結果已和實驗數據進行了比較。
展開 這種方法通過創造長壽命、性能優異的材料，為塑料回收和可再生原料的使用提供經濟激勵。
作者簡介：
Nicholas Rorrer，2015年博士畢業于美國科羅拉多礦業大學化學與生物工程專業，之后加入美國可再生能源國家實驗室。主要研究領域為基于生物質的高分子聚合物合成、基于生物質的不同功能增強塑料以及塑料回收。
Gregg Beckham，2007年博士畢業于麻省理工學院化學工程專業，現任美國可再生能源國家實驗室高級研究員（Senior Research Fellow），研究涉及生物質利用各個方向，主要包括木質素降解和應用、纖維素酶酶結構-功能關系、功能性生物聚合材料等。在Science、PNAS、JACS 、EES等期刊發表超過160篇文章。
全文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119300479
來源：Joule
展開 
增強塑料的相關專題、標簽、搜索
增強塑料的最新內容
教材《工程材料力學行為》一書中提及了各向異性材料的失效校核方法：
纖維增強塑料就是一種各向異性材料，在纖維方向和垂直纖維方向，材料的力學屬性有顯著差異。因此我們可以使用上述Hill強度評估方法來校核纖維增強塑料的強度評估。
同時我們可以假設纖維增強塑料是一種特殊的各向異性材料，在垂直纖維方向的平面內材料又是各向同性的。
主要應用領域
CAI測試的應用場景高度貼合高端制造領域的實際需求，覆蓋航空航天、風電、高性能汽車與軌道交通等核心領域：
風電領域：模擬風機葉片在運行中遭遇冰雹、飛鳥、空中碎片撞擊的場景，評估葉片抗沖擊性能，直接決定葉片的使用壽命和運行可靠性；
航空航天領域：機翼、機身、尾翼等承力結構多采用碳纖維增強塑料（CFRP），飛機在起飛、降落、穿越云層時可能遭遇冰雹撞擊，或在制造、
展示范圍：
汽車塑料與復合材料展區
原材料：纖維、熱塑性樹脂、聚碳酸酯樹脂、橡膠/熱塑性彈性體、碳納米纖維、陶瓷、碳纖維增強塑料、輕質玻璃、熱塑性樹脂等；
零部件及模塊：使用樹脂材料的汽車零部件（車身外板、外飾件、內飾件、動力總成部件、燃油部件、電氣部件、電池/逆變器外殼）等；
汽車材料連接技術：激光連接、超聲波連接、摩擦連接、擴散連接、粘接、連接強度測試、分析工具等；
從航空航天的輕量化復合材料到海洋工程的耐腐結構材料，再到汽車工業的短纖維增強塑料部件，材料性能的精準把控直接決定產品的安全性、可靠性與經濟性。然而，傳統材料研發模式長期受困于"微觀結構-宏觀性能"的認知斷層，物理測試成本高昂、設計迭代周期漫長、仿真精度不足等痛點，成為制約行業升級的關鍵瓶頸。
隨著汽車、航天與消費性電子等產業對輕量化高性能材料的需求日益提升，對于短纖∕長纖增強熱塑性塑料（Fiber Reinforced Thermoplastic，FRT）射出成型的先進模擬技術需求也隨之增加。然而，傳統的CAE方法往往無法準確模擬這些材料的行為。
其所使用的增強塑料使假肢變得輕便舒適，適合日常活動。
Circleg在Ansys Apex渠道合作伙伴CADFEM的幫助下，通過Ansys初創公司計劃獲得了Ansys Mechanical結構仿真軟件，以實現上述目標。Calabro表示：“主要挑戰在于我們必須滿足許多不同的要求。
什么是復合材料?
復合材料或纖維增強復合材料由至少兩種可區分的材料組成，這些材料組合的基本目的是提高材料性能。纖維結構通常嵌入樹脂（基體材料）中，然后固化。
為實現這一點，會將纖維和纖維束被加工成紡織品或織物。用纖維制造的大多數方法起源于紡織工業，因此該領域中使用的大多數術語也用于增強纖維加工。纖維決定了復合材料的強度和剛度。與沒有纖維的同種材料相比，排列纖維的材料的強度要大得多。
</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>Part.02</strong></p><p><strong>材料模型構建</strong></p><p><br></p><p>纖維增強塑料通常具有高度各向異性，對性能有很大影響。因此需要考慮局部纖維取向和由此產生的性能影響。
塑料韌性的本質與評價方法的選擇11個月前
例如，玻璃纖維增強塑料的剛性較高，但其沖擊強度可能不如未增強的塑料。因此，在實際應用中，通常需要通過合理的改性方法來平衡韌性和剛性，以滿足不同應用場景的需求。
塑料韌性的影響因素
1.
Marinos Stylianou（MS）：GFRP是一種非金屬的纖維增強塑料，相比鋼筋最大優勢在于抗腐蝕。例如，2021年佛羅里達州公寓坍塌事故就源于鋼筋銹蝕。此外，GFRP生產能耗更低，且能與海水混凝土結合——這對干旱地區至關重要。
