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素材來源于網絡推薦閱讀MAT_58材料卡片在新能源汽車復合材料底護板仿真分析中的應用3D輪廓掃描儀：零部件仿真數模比對、翹曲分析的“慧眼”技術研究｜樣品和方法差異對聚丙烯 TMA 測試 CLTE 的影響

挑戰產品機械性質產品收縮產品真圓度解決方案逢甲大學團隊為了確認產品結構強度是否滿足需求，利用Moldex3D模流分析，預測纖維補強和材料改質對產品體積收縮的影響。透過仿真發現，材料改質能有效改善產品收縮。另一方面，逢甲大學團隊也利用Moldex3D進行產品孔徑真圓度預測，并用實驗進行驗證。

大綱纖維排向對產品結構強度有顯著影響，史丹利百得團隊在研究一款添加30%碳纖維之PA66制成的錘釘產品，其外殼結構強度是否足以通過測試。要評估纖維排向之于產品機械性質的影響不是一件容易的事情，因此史丹利百得團隊透過整合模流及結構分析仿真工具，獲得關鍵分析數據，以利執行精準的結構分析，確保產品整體的結構強度。

基于海克斯康旗下的復合材料多尺度仿真軟件Digimat，用戶可以輕松創建復合材料材料卡片，將模流仿真分析結果映射到結構有限元網格，從而實現玻纖增強復合材料結構的精確仿真。同時，注塑工藝中的熔接線也會使材料強度有顯著下降，因此在仿真中還需要考慮熔接線的影響。Digimat可將模流分析中的熔接線結果映射到結構分析網格，以此計入熔接線對產品性能的影響。

(4迎合需求 目前，塑料機械產品有以下發展趨勢: ①柔性化 為適應市場需求的變化，產品結構將以主參數相同的設備為基礎，實現組件、部件、零件的通用化和模塊化。

首先透過實驗驗證Moldex3D的模擬準確度，得知仿真的流動特征結果與實際情形相當符合(圖三)。接下來以Moldex3D分別預測添加短纖和長纖、以及塑料混煉對于抗翹曲的影響。最后再藉由ANSYS結構分析軟件輔助驗證Moldex3D數值準確性。圖三 Moldex3D對凹痕的模擬結果，與實驗結果一致雖已知添加纖維可增強PLA產品的結構，但何種混煉比率的材料才能達到最佳的強度，仍是未知。

本案例可說是充分展示Moldex3D仿真分析如何幫助其用戶在有限的時間內完成產品設計和優化的例子，Moldex3D得以解決復雜和具有挑戰性的設計和制造問題，協助節省大量成本并開發適合模具得以成功量產產品。

不管多前沿、結構多復雜的產品設計，都能通過CAE仿真驗證并優化，因此，在射出成型領域，CAE射出仿真技術多被用于預測及改善產品成型不良。 CAE射出仿真技術從產品設計、模具結構、射出工藝等各方面來評估驗證，但因介入仿真分析的時間節點不同、客戶要求不同等原因，最終采用的「最優解」也各有差異。

當前仿真驅動設計的研發理念要求產品的仿真分析工作能夠最大限度地與產品研發過程同步，這樣能夠對產品的設計結構進行快速迭代，加快產品的研發周期。

不管多前沿、結構多復雜的產品設計，都能通過CAE仿真驗證并優化，因此，在射出成型領域，CAE射出仿真技術多被用于預測及改善產品成型不良。 CAE射出仿真技術從產品設計、模具結構、射出工藝等各方面來評估驗證，但因介入仿真分析的時間節點不同、客戶要求不同等原因，最終采用的「最優解」也各有差異。

制造商Propulse原本是以人工方式將塑件放入機器中，再以金屬軸環固定以加強結構(圖二)。圖一 Propulse的螺旋槳模型分解圖，圖中圓圈處為本案例研究的部件。(Propulse AB, 2015)圖二 本案例原本以金屬軸環來加強結構進行第一次的仿真分析，從流動特征中發現會產生嚴重的縫合線，且位置與螺旋槳葉片旋轉時為輪轂帶來急劇加速度而產生巨大負重的區域相符合。

而在改變邊界條件設定并檢查裝配組件的位移情形后，KOPLA成功改善變形問題，并提高產品結構強度。圖三 仿真變形產品的孔洞位置與預期相同圖四 本案例產品與其他組件裝配時的結構分析結果結果透過整合Moldex3D與ANSYS，并驗證仿真結果與實際制造結果高度相符，KOPLA成功改善了產品的變形問題及結構設計，且更能有效地掌握材料的屬性，達成設計優化。

圖2 熱固耦合分析案例 殼結構分析功能 板殼結構的工程產品非常普遍，廣泛應用于汽車、機械、航空航天等領域。

以該產品年產量150,000件/年，共可省下約USD $41,012。未來在設計類似產品時，除了可先行檢視結構特征設計是否符合強度需求，嘉捷科技將以此開發經驗套用到其他產品上，將Moldex3D模流分析的效益發揮到更大。

海克斯康憑借其在焊接仿真、工藝映射、結構仿真方面的優勢和經驗積累，形成一套針對焊接工藝-結構一體化仿真分析的解決方案，以幫助用戶高效、準確地評估焊接產品最終性能。

- CFD部分 (有限體積法): 用于模擬熔融金屬/塑料的充填、流動過程。- FEM部分 (隱式有限元法): 用于模擬冷卻、凝固、相變過程，以及由此產生的熱應力、變形和殘余應力。計算特點:- 計算密度極高: 這是所有仿真中計算最密集的領域之一。它同時包含了CFD的流體計算和FEM的傳熱/結構計算。

不同溫度下，PBT-GF30零部件力-位移曲線及失效3-2 產品可靠性分析上述仿真分析是確定性的，即忽略了實際情況中的不確定性來源。在產品設計生產過程中考慮不確定性因素越晚，則需要設計更改的時間越晚，這樣實施起來的成本就會很高。同時，考慮組件結構可靠性的所有不確定性，需要大量的仿真計算工作。圖6.

圖7 新結構應力云圖 通過上述分析結果，可以看到新優化結構應力水平已經大幅降低，絲杠應力為149MPa，車架應力水平130MPa，其可靠性已經得到充分保證。4、結論 本文應用HyperWorks軟件多個模塊產品，對某產品行走機構進行了多體動力學與結構強度聯合仿真分析。分析結果與結構實際破壞情況完全吻合，說明分析結果的準確性。

1背景Abaqus作為一款十分成功的大型商用通用有限元仿真軟件，應用其進行結構的靜力學仿真分析是拿手好戲。通過仿真手段不僅能夠及時了解結構的力學響應，還能夠依據應力應變仿真結果對分析的結構進一步進行安全性能評估，這極大地提高了產品設計在概念設計、結構設計及最終的試驗設計階段的時間成本，縮短了產品生產設計周期。

在電子產品仿真中，PCB/封裝結構的建模準確性一直是影響仿真速度和精度的關鍵因素。 Ansys 一直致力于該功能研發，例如 Trace mapping 局部材料等效方法，可以快速高效地對PCB/封裝結構進行等效建模。