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黏彈性分析簡介Moldex3D黏彈性分析模塊能協(xié)助顯示塑料的黏彈性機(jī)制。因此，能顯示充填／保壓及冷卻階段時(shí)的流動(dòng)殘留應(yīng)力。此外，在仿真翹曲、退火及光學(xué)制程時(shí)也能考慮黏彈性的影響，使結(jié)果預(yù)測更合理也更精確。Moldex3D黏彈性分析模塊功能導(dǎo)覽在拉伸松弛實(shí)驗(yàn)中，典型塑料最常觀察到的行為如下圖所示。在溫度低時(shí)，彈性模數(shù)高，塑料是硬而脆的（玻璃區(qū)域，區(qū)域1）。

考慮材料黏彈性對于翹曲的影響，其重要性與應(yīng)用程度也漸趨普及。在本研究中，Moldex3D用于研究黏彈性對翹曲分析的影響。藉由開發(fā)一種建立纖維強(qiáng)化塑料非等向性黏彈行為的方法，同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，利用含肋條的實(shí)驗(yàn)?zāi)＜?D掃描進(jìn)行。結(jié)果顯示，正確的黏彈模型與量測方法對描述翹曲行為是不可或缺的。

論文鏈接：https://doi.org/10.11939/jass.20220136 標(biāo)簽：粘彈性邊界 黏彈性邊界 等效節(jié)點(diǎn)力 靜動(dòng)力耦合模擬 靜動(dòng)力邊界條件轉(zhuǎn)換 黏彈性邊界 疊加原理 地震反應(yīng) ABAQUS

為什么使用黏彈性分析仿真(VE)?塑料高分子具有部分黏性與部分彈性的特質(zhì)，并且黏彈性的效應(yīng)在不同的溫度與剪切變形下黏彈性質(zhì)均不同。如果僅使用一般流體及彈性模型，要正確地描述黏彈及相關(guān)性質(zhì)在成型過程中的變化與行為是非常困難的。為了讓材料性質(zhì)對產(chǎn)品的質(zhì)量與結(jié)構(gòu)的影響更逼近真實(shí)，設(shè)計(jì)者需要有專業(yè)的CAE分析工具來預(yù)測流動(dòng)行為及材料變化。

01 黏度與黏彈性質(zhì)量測在模流分析之影響 2023年03月09日 材料特性的掌握為模流分析準(zhǔn)確與否之最主要關(guān)鍵之一

（1）在變形分析環(huán)節(jié)，對材料和減振元件施加設(shè)定的載荷歷史，采用超彈性本構(gòu)描述橡膠材料的力學(xué)行為，求解每個(gè)加載時(shí)刻有限元模型中各積分點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)；（2）在熱源計(jì)算環(huán)節(jié)，對應(yīng)每一加載時(shí)刻，將變形分析中對應(yīng)的載荷頻率、應(yīng)變狀態(tài)（動(dòng)態(tài)應(yīng)變幅值）以及熱分析中得到的溫度作為輸入變量，通過自編的Fortran語言子程序，計(jì)算得到各積分點(diǎn)的黏滯生熱率；（3）依已知的材料參數(shù)和問題的熱邊界條件進(jìn)行Abaqus熱分析，

（1）在變形分析環(huán)節(jié)，對材料和減振元件施加設(shè)定的載荷歷史，采用超彈性本構(gòu)描述橡膠材料的力學(xué)行為，求解每個(gè)加載時(shí)刻有限元模型中各積分點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)；（2）在熱源計(jì)算環(huán)節(jié)，對應(yīng)每一加載時(shí)刻，將變形分析中對應(yīng)的載荷頻率、應(yīng)變狀態(tài)（動(dòng)態(tài)應(yīng)變幅值）以及熱分析中得到的溫度作為輸入變量，通過自編的Fortran語言子程序，計(jì)算得到各積分點(diǎn)的黏滯生熱率；（3）依已知的材料參數(shù)和問題的熱邊界條件進(jìn)行Abaqus熱分析，

模型了解： 本案例所用模型如下： 圖1 模型認(rèn)識(shí) 其中，1為壓塊，結(jié)構(gòu)剛材料，2為橡膠超彈性材料。 有限元分析流程分為3大步、3小步，如下圖所示。

本貼采用的驗(yàn)證算例引用于文獻(xiàn)《黏彈性人工邊界在ABAQUS中的實(shí)現(xiàn)及地震動(dòng)輸入方法的比較研究》-巖土力學(xué)與工程學(xué)報(bào)-馬笙杰等。 下面是建模介紹和模擬結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果的對比驗(yàn)證。二、模型建立 通過場外垂直入射sv波算例來驗(yàn)證黏彈性邊界設(shè)置和地震動(dòng)輸入的準(zhǔn)確性。

Abaqus有限元軟件在分析橡膠等超彈性材料具有顯著優(yōu)勢，為用戶提供了多種橡膠材料的本構(gòu)模型，用戶可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和材料的力學(xué)行為特征做出選擇。通過擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定所選本構(gòu)方程中的系數(shù)，這些過程在程序中可自動(dòng)完成。

為什么使用黏彈性分析仿真(VE)?塑料高分子具有部分黏性與部分彈性的特質(zhì)，并且黏彈性的效應(yīng)在不同的溫度與剪切變形下黏彈性質(zhì)均不同。如果僅使用一般流體及彈性模型，要正確地描述黏彈及相關(guān)性質(zhì)在成型過程中的變化與行為是非常困難的。為了讓材料性質(zhì)對產(chǎn)品的質(zhì)量與結(jié)構(gòu)的影響更逼近真實(shí)，設(shè)計(jì)者需要有專業(yè)的CAE分析工具來預(yù)測流動(dòng)行為及材料變化。

當(dāng)需要更多的黏彈性質(zhì)控制來得到更準(zhǔn)確的結(jié)果時(shí)，流變性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)信息需要被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為黏彈模型(例如，white-metzner模型(modified))的參數(shù)。由于不同的模型各自有不同的理論基礎(chǔ)，相對來說giesekus模型和ptt模型的分析結(jié)果可以找到更多的研究材料做對照。

2.2分析結(jié)果與評估密封壓力結(jié)果見圖5。在兩種截面處，橡膠密封墊與缸蓋罩、缸蓋的接觸壓力均大于1Mpa。在無介質(zhì)壓力的情況下，能保證很好的密封效果。Mises應(yīng)力結(jié)果見圖6，應(yīng)變結(jié)果見圖7。根據(jù)線性黏彈性理論假設(shè)，應(yīng)力松弛率與瞬時(shí)應(yīng)力成正比，在小應(yīng)變情形下瞬時(shí)應(yīng)力又與應(yīng)變成正比。而蠕變和應(yīng)力松弛現(xiàn)象是黏彈性特性的兩種表現(xiàn)方式。

橡膠密封墊的密封性常用表面接觸應(yīng)力大小來表示，其力學(xué)行為常用超彈性本構(gòu)模型來描述，同時(shí)橡膠具有黏彈性特性，在長期受壓狀態(tài)下，會(huì)出現(xiàn)力學(xué)松弛現(xiàn)象。

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在退火類型中，Moldex3D提供兩種方法執(zhí)行退火分析。?線性退火分析 (需有應(yīng)力分析模塊的授權(quán))?黏彈性退火分析 (需有應(yīng)力分析模塊的授權(quán))線性退火與黏彈性退火之間的差異為分析中使用的材料模型。下述將先介紹線性方式，再介紹黏彈性方式。在設(shè)定位移邊界、求解器參數(shù)、重力、考慮縫合角影響、纖維配向及流動(dòng)殘留應(yīng)力影響，退火類型分析的操作與應(yīng)力分析類型相似。