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纖維配向分析簡介纖維強化塑料（Fiber Reinforced Plastics，FRP）因其優秀的機械性質、高強度重量比、高耐腐蝕性及高抗蠕變性，被廣泛使用為主要材料。纖維強化塑料產品的機械性質取決于纖維長度與配向，而長纖維的長度在成型時易被剪斷。此外，配向程度會造成纖維機械性質之非等向性。

纖維增強塑料特性 可先透過左邊的材料搜尋面板找到要導入材料數據至塑料性質，并可嘗試改變纖維性質，包括：纖維種類、長度/直徑比等，再點擊計算按鈕，即可默認不同含纖維重量比或纖維排向對補強塑料的彈性模數與熱膨脹系數的影響。

圖一 以Moldex3D建立網格模型圖二 元素收斂測試效益 發現長纖維的抗拉伸強度、翹曲變形都優于短纖 Moldex3D和ANSYS的結合可為PLA材料提供完整的模擬解決方案 可由模擬結果得知添加纖維可以提高產品強度案例研究本案例為PLA產品樣本之研究。PLA材料因抗沖擊性差、耐熱性差及結晶速率慢，因此希望藉由添加玻纖以補強上述缺點。

此處示范以Mapped網格輸出纖維材料性質與縫合線對材料強度影響至ANSYS求解的步驟。選擇輸出網格檔于Mapped，并匯入預先準備好給FEA分析的網格文件，軟件將會把模流分析的結果從原始Studio的網格映射至匯入的網格上，以提供后續結構分析使用。注：Mapped網格需在使用FEA接口前由結構分析軟件產生。

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EBBPHB-木質素長絲MEPHBV-磷酸鈣粉末PBFPHBV-MWCNTs長絲MEPHBV-棕櫚纖維長絲MEPHBV-木纖維長絲MEPLA-連續芳綸纖維長絲MEPLA 連續 CF長絲MEPLA

挑戰預測短纖維和長纖維增強塑料的纖維排向、斷裂長度及濃度定義纖維長度、直徑和濃度來評估收縮和翹曲控制部件和縫合線區域的強度支持不同類型填料的定向模擬(短/長纖維，薄片等)考慮非等向性之熱和機械性能Moldex3D 解決方案使用纖維增強復合材料模塊預測非等向性特性分布，包含：彈性模數，線性熱膨脹系數（CLTE），機械性能Moldex3D

ANSYS ACP是一款專用的復合材料前后處理工具，在前處理鋪層信息定義和后處理結果查看環節中都有著簡潔高效和人性化的設置操作，但限于儲氫罐的幾何模型復雜、鋪層角度多變、圓頂處不規則加厚等特點，其實體模型的復材纏繞鋪層設置較有難度，本文旨在基于ANSYS Workbench平臺建立等比例、高精度的Ⅳ型儲氫罐復合材料實體模型，并將其與Static Structural聯合使用以分析其在60MPa壓力作用下的變形

與直接加工模塑料和長玻纖粒料相比，GMT可提供更高的強度和沖擊強度。由於纖維和纖維長絲能很好地粘固，長絲分布均勻，從而形成針刺氈結構，具有多種優勢。但是，與直接注射或通過長纖維粒料注射的模塑料相比，如果壓塑過程中流徑過長，上述優勢就不復存在。由於注塑能在部件中形成纖維取向，如果針對產生的應力進行合理設計，可部分抵消缺乏針刺性能的弊端。 現以復合材料中纖維結構破損對加工方法作出結論。

挑戰預測短纖維和長纖維增強塑料的纖維排向、斷裂長度及濃度定義纖維長度、直徑和濃度來評估收縮和翹曲控制部件和縫合線區域的強度支持不同類型填料的定向模擬(短/長纖維，薄片等)考慮非等向性之熱和機械性能Moldex3D 解決方案使用纖維增強復合材料模塊預測非等向性特性分布，包含：彈性模數，線性熱膨脹系數（CLTE），機械性能Moldex3D

此處示范以Mapped網格輸出纖維材料性質與縫合線對材料強度影響至ANSYS求解的步驟。 選擇 輸出網格檔于Mapped ，并匯入預先準備好給 FEA 分析的網格文件，軟件將會把模流分析的結果從原始 Studio 的網格映射至匯入的網格上，以提供后續結構分析使用。 注：Mapped 網格需在使用 FEA 接口前由結構分析軟件產生。

注：密度分布結果不支持 shell 模型。 8. 非等向性的材料 (Anisotropic Material) 若材料中含有纖維，該材料會因纖維配向而產生非等向性的機械性質。

此處示范以Mapped網格輸出纖維材料性質與縫合線對材料強度影響至ANSYS求解的步驟。選擇輸出網格檔于Mapped，并匯入預先準備好給FEA分析的網格文件，軟件將會把模流分析的結果從原始Studio的網格映射至匯入的網格上，以提供后續結構分析使用。注：Mapped網格需在使用FEA接口前由結構分析軟件產生。

纖維增強塑料常用于提高機械強度；為了避免纖維在射出成型過程中斷裂問題，一般多采用壓縮成型，即將纖維混合到預填料中，再將預填料放入預熱的模穴中直到固化，以保持長纖維的良好物理性能。然而在壓縮的過程中，壓縮行為會改變纖維排向，進而影響流動行為、產品強度和翹曲行為。為有效掌握纖維配向的影響，Moldex3D的壓縮成型模塊支持設定纖維配向功能，可預測壓縮成型后纖維配向的變化。

目前，Raise3D正在逐步擴大纖維增強復合材料的產品組合，將為客戶挑選與認證來自第三方制造商的優質耗材，通過標準化的測試以驗證這些耗材的質量與性能，以及打印設置的準確性與合理性。

塑化 (Plasticizing) 塑化結果提供了塑化模擬的結果輸出，需要將塑化加入分析序列并有Plastification授權以及進階流動加工條件參數的設置。塑化結果項共有兩種XY曲線，并使用了去纏繞法(Unwound Method)的簡化幾何(如下圖所示)。 1.

數量平均纖維長度 重量平均纖維長度片狀配向 (Flake Orientation)? （相對于長／短纖維配向）一些塑料會用片狀填充物取代長纖維，現在Moldex3D材料精靈支持這種特殊的材料類型。為了觀看分析后的片狀配向（Flake Orientation）結果，所選的材料必須包含片狀填充塑料的機械性質。

用戶可在此指定纖維型態為短纖或長纖，設置相關參數。此外這里提供三種方法以提升短或長纖維強化材料的纖維配向準確性。第一種方法是 四階配向張量封閉 (4th orientation tensor closure)，其包含三種模式：Hybrid (原始Moldex3D纖維配向計算分析模型)、ORE (正交性封閉近似模型) 以及IBOF (正交性封閉近似修正模型)。