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3.2 玻纖材料插值擬合 根據(jù)GFRPP-30材料三個(gè)玻纖方向不同拉伸速率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以得出玻纖取向=0.65下的最大拉伸強(qiáng)度，如圖7所示： 圖7 玻纖取向=0.65下的最大拉伸強(qiáng)度 根據(jù)圖7及三個(gè)玻纖方向不同拉伸速率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線斜率及斷裂伸長(zhǎng)率可以得出玻纖取向=0.65不同拉伸速率下的應(yīng)力-應(yīng)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(yīng)力

筆者對(duì)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF40）進(jìn)行不同取向上的力學(xué)性能測(cè)試，研究機(jī)械可靠性：疲勞性能的各向異性行為，探究纖維增強(qiáng)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(guān)系，為工程應(yīng)用和各向異性疲勞本構(gòu)模型提供指導(dǎo)。

長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP注塑工藝及注塑方式：長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)型聚丙烯（PP）部件通常由注塑長(zhǎng)玻纖粒料制成。一種新型一步式工藝可將聚丙烯和玻璃纖維配混在一起，直接生產(chǎn)注塑部件。兩種方法各具特色，采取何種方式，應(yīng)根據(jù)部件生產(chǎn)的特性而定。 在汽車工程中，儀表板、前端部件和車身底部元件越來(lái)越多地采用玻纖增強(qiáng)型聚丙烯制成。

圖2 中展示的由于粒子的中心是整束的玻纖被樹(shù)脂包覆，在后續(xù)的注射成型加工過(guò)程中如何將玻纖束打開(kāi)及均勻分散到熔體中，又如何將玻纖的長(zhǎng)度盡量保留成了影響最終產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。長(zhǎng)玻纖如果團(tuán)聚將不能有效起到支撐產(chǎn)品的骨架作用，并且有可能影響外觀質(zhì)量；同時(shí)玻纖保留長(zhǎng)度如果過(guò)短也將失去作為長(zhǎng)玻纖材料應(yīng)用的特殊性。其中當(dāng)玻纖長(zhǎng)度在1-2mm 之上時(shí)明顯使得各項(xiàng)力學(xué)數(shù)據(jù)大幅提高。

玻纖在PA樹(shù)脂基體中的分散性與粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)產(chǎn)品性能影響很大。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，玻纖增強(qiáng)PA注射成型制品常存在各種缺陷。近日，國(guó)高材分析測(cè)試中心收到客戶咨詢，他們需要制備100*100*2mm的玻纖增強(qiáng)PA方板，每批次約500片，制備的時(shí)候，由于增強(qiáng)PA容易出現(xiàn)外觀不良，造成材料投入成本上漲50%，希望國(guó)高材分析測(cè)試中心能找到其外觀不良的原因并給出優(yōu)化方案。

圖四 長(zhǎng)纖降低變形的效果較短纖佳當(dāng)玻纖添加越多時(shí)，翹曲變形量就會(huì)降低。本案例中，玻纖濃度為25%時(shí)產(chǎn)品變形量至低(圖五)。圖五 不同玻纖比率的翹曲變形結(jié)果接下來(lái)用ANSYS來(lái)驗(yàn)證Moldex3D的翹曲和應(yīng)力分析，二者的結(jié)果非常相近(圖六)。

<p><strong style="color: rgb(0, 151, 186);">摘&nbsp;要</strong></p><p class="ql-align-justify">基于Digimat軟件逆向獲得了用于制造油底殼的玻纖增強(qiáng)聚酰胺66（35%GF/PA66）材料屬性，通過(guò)多尺度聯(lián)合仿真方法對(duì)油底殼進(jìn)行了模態(tài)仿真分析及測(cè)試。

1月19日 14:00 ▲ 掃碼參與報(bào)名立即預(yù)定直播案例搶先看玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料具有密度小、韌性高、成型快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、電子電器等領(lǐng)域廣泛使用。玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料產(chǎn)品通常使用注塑工藝生產(chǎn)，玻纖取向在產(chǎn)品中的分布會(huì)存在差異，進(jìn)而影響產(chǎn)品的最終性能。為了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料產(chǎn)品的性能，需要在仿真分析中考慮工藝（如玻纖取向）的影響。

另外也可以從助劑入手,目前助劑解決浮纖，主要是加強(qiáng)玻纖的流動(dòng)性，增強(qiáng)玻纖與樹(shù)脂的結(jié)合能力，還有一些專用方法，例如使用特殊染料把玻纖染黑（只適合黑色尼龍）。表面很光亮的助劑，如硅氧烷、改性的酰胺 類聚合物、玻璃微珠、相熔劑、特種色母(能把玻纖 染黑),對(duì)浮纖情況都會(huì)有所改善。也可以考慮加一些 PA6來(lái)增加材料的流動(dòng)性。未經(jīng)同意，請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載！

這是因?yàn)樵黾?em>玻纖后，玻纖的體積相對(duì)于塑料要大很多，所以很容易堵住排氣通道，所以在最后很難排氣，并且玻纖在高壓高氧氣體環(huán)境中是很容易燃燒的

圖4：經(jīng)CAE射出仿真技術(shù)分析后，建議客戶將澆口位置向產(chǎn)品中心移動(dòng)，以改變目標(biāo)區(qū)域的流動(dòng)表現(xiàn)及玻纖取向 我們通過(guò)CAE射出仿真技術(shù)分析后，提出了改善方案，建議客戶將澆口位置向產(chǎn)品中心移動(dòng)，改變目標(biāo)區(qū)域的流動(dòng)表現(xiàn)及玻纖取向，從而獲得外觀合格的制件。

圖4：經(jīng)CAE射出仿真技術(shù)分析后，建議客戶將澆口位置向產(chǎn)品中心移動(dòng)，以改變目標(biāo)區(qū)域的流動(dòng)表現(xiàn)及玻纖取向 我們通過(guò)CAE射出仿真技術(shù)分析后，提出了改善方案，建議客戶將澆口位置向產(chǎn)品中心移動(dòng)，改變目標(biāo)區(qū)域的流動(dòng)表現(xiàn)及玻纖取向，從而獲得外觀合格的制件。

5.綜合殘余應(yīng)力、玻纖排布、熔接線結(jié)果 對(duì)于含玻纖的產(chǎn)品，還需要考慮玻纖方向、熔接線對(duì)分析結(jié)果的影響；玻纖的分布會(huì)導(dǎo)致塑膠材料的模量、熱膨脹系數(shù)各向異性；熔接線區(qū)域的抗拉應(yīng)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(yīng)力、玻纖排布、熔接線等多個(gè)因素的影響，分析開(kāi)裂趨勢(shì)與風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果如下： PA6-GF30考慮多因素分析結(jié)果

現(xiàn)在Moldex3D最新版本已可模擬先進(jìn)的扁纖射出成型，以觀察其改善翹曲的情形。以下案例將進(jìn)行分別含有圓纖和扁纖的復(fù)合材料來(lái)進(jìn)行觀察，其玻纖/PP的濃度比皆為0wt%。其中圓纖的長(zhǎng)LF為0.3 mm，纖維直徑為15 &micro;m，展弦比為20；扁纖的長(zhǎng)LF為0.5 mm，扁平率FR=4，長(zhǎng)Lmin = 7&micro;m ，寬 Lmax = 28&micro;m 。

海上及陸上低風(fēng)速風(fēng)電的發(fā)展促使風(fēng)電葉片的長(zhǎng)度和根部直徑急速增大，隨之而來(lái)的是超大型葉片根部灌注銀紋問(wèn)題的產(chǎn)生。研究表明葉片根部灌注的銀紋問(wèn)題主要發(fā)生在樹(shù)脂灌注固化過(guò)程。本文通過(guò)研究調(diào)整葉片根部樹(shù)脂灌注固化產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減緩葉片后固化過(guò)程的內(nèi)應(yīng)力釋放，有效地解決了大型風(fēng)電葉片根部的灌注銀紋問(wèn)題。1. 現(xiàn)狀及因素分析1.1葉片銀紋問(wèn)題銀紋，一般指在玻璃態(tài)聚合物或某些半結(jié)晶性聚合物及環(huán)氧樹(shù)脂中

結(jié)果發(fā)現(xiàn)進(jìn)行壓力和扭曲分析時(shí)，加入嵌件及玻纖材料均可有效減少產(chǎn)品位移(圖六)。圖六 不同產(chǎn)品設(shè)計(jì)、及添加不同比率玻纖材料，進(jìn)行壓力測(cè)試和扭曲測(cè)試之結(jié)果最后和碩針對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并發(fā)現(xiàn)二者呈現(xiàn)相同的趨勢(shì)。在平坦度驗(yàn)證中，不同玻纖比率材料的模擬結(jié)果也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符(圖七)。

同時(shí)，還知道卡扣的材料是PA+GF20，玻纖均勻分布，玻纖整體排布方向順著卡扣方向（全局坐標(biāo)系的Y方向）幾何模型約束位置和載荷如下所示：

未增強(qiáng)材料在流動(dòng)方向的收縮大于垂直方向，這是由定向分子鏈?zhǔn)湛s導(dǎo)致的；而玻纖增強(qiáng)材料則相反，流動(dòng)方向的收縮小于垂直方向，這是受定向玻纖影響的結(jié)果。因此，在原料選用方面，應(yīng)優(yōu)先考慮低翹曲的原材料，特別要關(guān)注原材料的收縮率、流動(dòng)性、玻纖含量及耐溫性能對(duì)產(chǎn)品翹曲的影響。這些特性對(duì)薄壁低翹曲產(chǎn)品的性能表現(xiàn)至關(guān)重要。3.

在上圖中，從未發(fā)泡的實(shí)驗(yàn)圖中，可看出在直徑為3mm的流道中，聚丙烯有充填不平衡現(xiàn)象，靠中間豎澆道(Sprue)那4穴充填較多，那是因?yàn)榱鞯纼?nèi)剪切熱因轉(zhuǎn)了90度所引起，剪切熱最大的地方在靠近模壁的1/10~2/10流道直徑左右，而加入玻纖的聚丙烯不平衡現(xiàn)象更明顯，在加入玻纖后（還要看玻纖比例）流動(dòng)性變差（在同樣料溫下），用氮?dú)獍l(fā)泡后，未加玻纖的聚丙烯也是有充填不平衡現(xiàn)象，反而是靠豎澆道(Sprue)那

玻纖對(duì)聚丙烯PP改性塑料成型收縮率的影響玻纖對(duì)聚丙烯PP改性料成型收縮率的影響最大。當(dāng)玻璃纖維的含量達(dá)到30%時(shí)以上時(shí)，其聚丙烯改性料的成型收縮率從1.8下降至0.5，而且表面處理過(guò)的玻纖對(duì)成型收縮率影響大于未進(jìn)行處理的玻纖。玻纖的加入一則破/壞了聚丙烯的結(jié)晶度，影響收縮率，更重要的是玻璃纖維限/制了聚丙烯的結(jié)晶收縮。