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Moldex3D 提供射出成型結果中纖維配向、初始應力 (翹曲應力)、纖維濃度以及縫合線的輸出。從 Moldex3D 輸出的檔案可直接由 Ansys Workbench 讀取，并可與 Ansys Material Designer 提供的材料模型進行整合，以利于纖維強化復材件的射出模擬。

圖二 以AniForm模擬纖維織物鋪覆成型過程為了在后續的Moldex3D注塑模擬中，將成型過程產生的纖維織物扭曲現象納入考慮，因此先以AniForm進行復材成型模擬。圖三即為AniForm所預測部層壓板在成型過程中不同的變形狀況。這些變形將影響在最后完全閉模階段時平面內的剪切分布及纖維重新排向(如圖四)。

圖七 纖維排向驗證結果透過Moldex3D整合其他結構分析軟件的功能，TRINA得以使用此先進的兩階段模擬方法，預測不連續長纖片狀塑料在壓縮成型制程中的行為，并獲得與實際情形誤差很小的分析結果。藉由這樣的模擬能量，TRINA將可進一步實現制造兼具輕量化且高強度的汽車復材產品需求。

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;題目描述</h1><p>利用平面單元計算單向纖維增強復合材料的有效性能。纖維直徑為7微米，纖維體積分數為60%，纖維的彈性模量40GPa；基體材料的彈性模量3GPa，v=0.3。施加周期性邊界條件求解材料的有效性能。

藉由這樣的模擬能量，TRINA將可進一步實現制造兼具輕量化且高強度的汽車復材產品需求。

然而復材的流變特性包括了固態和液態行為，造成在模擬分析上的困難；其原因是商用的仿真軟件，通常只具備液態行為或結構變形其中一種的計算功能；而這兩種計算應用，是來自于不同的方程式。

筆名：復材失效仿真關鍵詞：纖維增強復合材料，航空航天，漸近損傷模型，有限元仿真，沖擊復合材料結構漸進損傷研究復合材料因其輕質高強廣泛應用于航空航天、交通運輸等領域。當復合材料具備復雜結構（如連接結構）或承受復雜工況（如沖擊載荷）時，層內損傷的模式包括多種損傷模式纖維/基體脫粘、基體開裂和纖維斷裂，從而引起復合材料結構漸進失效。

選擇含纖維材料：「纖維配向」列將顯示「未指定」，您可以繼續從「纖維配向」下拉菜單中設置纖維配向。注: 選擇非含纖材料：「纖維配向」列將顯示「無纖維」，并且 無法設置纖維配向。 I.纖維配向設置 從纖維配向下拉菜單中打開纖維配向窗口。 它有三種類型的纖維配向可以設置：空間隨機配向，平面隨機配向，單方向配向。

Moldex3D 提供射出成型結果中纖維配向、初始應力 (翹曲應力)、纖維濃度以及縫合線的輸出。從 Moldex3D 輸出的檔案可直接由 Ansys Workbench 讀取，并可與 Ansys Material Designer 提供的材料模型進行整合，以利于纖維強化復材件的射出模擬。

LFT基本組成即為熱塑性基材與增強纖維兩大成分，熱塑性基材種類一般以PP與PA為主，此外如有特別用途，也有使用PET、PBT或PPS等塑料種類。而在纖維的部分大多則使用玻璃纖維。 因LFT纖維長度相較于短纖復材而言于制程中較能保有更足夠的長度，使纖維之間有足夠的長度能交互搭接，形成立體3D網狀結構，于基體樹脂內作為增強骨架。

表5 兩種車門不同工況下的最大位移對比進一步對復材車門進行約束模態分析，仿真分析結果顯示一階模態頻率是45.28 Hz。避開了環境綜合激勵頻率，合乎設計標準。發現在上文的等質量替換過程中，替換后的碳纖維車門模型厚度增加較大。在靜力學的分析中，復材替換后的車門在所有的工況仿真中，剛度表現都優于原車門。在模態分析中，復材車門能夠滿足車門振動穩定性。

隨著碳纖維應用范圍的不斷擴大，各領域對碳纖維需求量急速增加，制造中的廢棄邊角料和服役期滿碳纖維復材制品也隨之增長[3]。對廢棄碳纖維復合材料中的碳纖維進行回收再利用是解決碳纖維廢棄物堆積問題的最佳途徑，回收之后的再生碳纖維性能與原纖維相差無幾，回收成本卻遠遠小于生產成本[4]。回收碳纖維通常采用模壓工藝實現復材制品成型，并應用于汽車外覆蓋件等部位。

根據其公開專利和報告[1]，扁纖 (寬7 &micro;m，長28 &micro;m，FR = 4) 充填的熱塑性材料板，翹曲變形狀況顯然比添加一般纖維還要輕微[2]，其翹曲幅度改善了80%。然而目前的學術研究中，對于扁纖復材知之甚少，甚至連現有的尖端技術也無法模擬扁纖填料的成型過程，使其成為一個相當具挑戰性的難題。因此目前的首要之務是找出可預測扁纖復材強化產品效益的方法。

翹曲變形為了在翹曲分析中帶入塑料及纖維布兩者機械性質的影響，在材料精靈中有不同方式來呈現復材迭層的材料性質：復材及纖維布。換句話說，指定纖維布充填前或充填完成后的機械性質，而后者要在充填分析后再納入流動的影響。此復材機械性質還要在跟模型中的纖維布排向耦合成個迭層的總體性質來接續流動分析模擬塑件的翹曲變形。

步驟6 復材機械性質：在強化材料類型中選擇 UD (unidirectional fabric, 單向織物) 來為纖維復材指定機械性質，或者選擇無來表示沒有鋪設纖維布。復材的材料機械性質有兩種考慮的方法：復財與纖維布，簡單的說就是纖維布再由樹脂充填前與后的差別。接下來就接著指定各個機械性質，例如模數及CLTE。

步驟4：LS檔中包含纖維墊的纖維排向和厚度。輸出LS檔的步驟為：開啟MDXLSResultFileGeneration.exe檔(在Bin文件夾中)，接著輸入LS檔的文件名、存放路徑、blank訊息。BAT檔和LS檔會產生在設定的文件夾位置。 步驟5：在LS-PrePost中，以LS-Dyna鋪覆分析的結果載入d3plot檔。以BAT檔產生LS檔的纖維墊的纖維排向數據。

3 復材機械性質 (Composite Material Properties) 指定編織類型：2D Woven、UD 和 無，表示復材的機械性質是由雙向編織、單向編織控制或沒有纖維。指定要使用實驗模型來考慮整個復材 (含塑料) 還是理論模型來僅考慮纖維布 (無塑料)。在各主軸方向及垂直方向指定非等向性的機械性質。

以可降解材料而言，除減少制造過程中的碳排放外，添加纖維更可幫助強化產品結構。本案例中臺科大團隊選擇可降解塑料聚乳酸(Poly Lactic Acid, PLA)塑料復材來進行模擬，探討纖維配向對產品翹曲和應力的影響。

文件部分截圖如下： 圖1 模型三維圖 圖2 Ⅳ型儲氫罐有限元模型 圖3 T700碳纖維鋪層厚度云圖 圖4 T700碳纖維不同角度復材鋪設纖維方向 圖5 60MPa壓力作用下等效應力云圖

Moldex3D 2022更進一步將這些優點擴展至纖維復材的壓縮成型制程分析，協助用戶設計、優化大型纖維強化復材的制造工藝。除了完整支持纖維強化復材制程之外，隨著汽車輕量化與低油耗的要求逐年提升，Moldex3D早已將氣體輔助注塑、水輔助注塑、微細發泡（代表性技術：Trexel公司的MuCell?）、熱塑性塑料化學發泡等先進成型技術納入模擬預測的范圍，并已取得很好的驗證數據與使用經驗。