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玻纖在PA樹脂基體中的分散性與粘結(jié)強(qiáng)度對產(chǎn)品性能影響很大。在實際生產(chǎn)過程中，玻纖增強(qiáng)PA注射成型制品常存在各種缺陷。近日，國高材分析測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%，希望國高材分析測試中心能找到其外觀不良的原因并給出優(yōu)化方案。

臺科大團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)Moldex3D能夠精準(zhǔn)預(yù)測纖維配向，模擬結(jié)果也可透過Moldex3D FEA接口功能模塊輸出到ANSYS進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。將玻璃纖維添加至純PLA中，可提高產(chǎn)品強(qiáng)度。仿真結(jié)果也顯示，比起短纖，長纖更能有效改善變形(圖四)。圖四 長纖降低變形的效果較短纖佳當(dāng)玻纖添加越多時，翹曲變形量就會降低。本案例中，玻纖濃度為25%時產(chǎn)品變形量至低(圖五)。

-應(yīng)變曲線4 仿真分析及實驗結(jié)果 4.1 仿真分析及實驗結(jié)果 碰撞點位置選擇白車身+Y方向0mm處，考慮斷裂模式，仿真分析結(jié)果如圖9所示： 圖9 行人保護(hù)頭碰仿真分析結(jié)果 若不考慮GFRPP-30材料玻纖方向，選取玻纖0°方向不同拉伸速率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，結(jié)果如圖10所示： 圖10 GFRPP-30材料玻纖0°方向下行人保護(hù)頭碰仿真分析結(jié)果

而在針對特定項目的產(chǎn)品中進(jìn)行了相應(yīng)的分析，其中在KM1600-12000MX 上生產(chǎn)汽車部件；選用高性能螺桿之HPS-AT D-120mm；材料選用全球知名線纜包覆法長纖粒料(Wire-Coated Fibers) 品牌PP+LGF20，工藝條件中配合適當(dāng)?shù)穆輻U旋轉(zhuǎn)線速度與背壓設(shè)定；測試結(jié)果顯示玻纖重均長度達(dá)到4.31mm，其中大于1.0mm 的玻纖數(shù)量占據(jù)檢測樣本總量的83.6%；結(jié)果充分體現(xiàn)了HPS-AT

因此，僅通過纖維長度分析，只能達(dá)到目前的目標(biāo)，不過，對於獲取趨勢信息而言，確實是一種十分實用的參數(shù)。 部件中纖維長度在長玻纖增強(qiáng)型聚丙烯的加工過程中，必須確保將最長的纖維混入部件中，這樣才能在復(fù)合材料中產(chǎn)生最佳的機(jī)械特性。但是，目前尚無可靠的方法避免纖維在施加機(jī)械應(yīng)力時斷裂，無法避免由此引起纖維在配混和注塑過程中縮短。

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5.綜合殘余應(yīng)力、玻纖排布、熔接線結(jié)果 對于含玻纖的產(chǎn)品，還需要考慮玻纖方向、熔接線對分析結(jié)果的影響；玻纖的分布會導(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、熔接線等多個因素的影響，分析開裂趨勢與風(fēng)險，結(jié)果如下： PA6-GF30考慮多因素分析結(jié)果

咨詢電話：020-66221668來源：《復(fù)合材料科學(xué)與工程》推薦閱讀失效分析前，為什么總被問這些問題？光伏組件背板常見失效原因分析電子產(chǎn)品固定裝置開裂失效分析及成分分析PE/碳酸鈣透氣膜表面晶點缺陷失效原因分析

他們使用Moldex3D FEA接口來進(jìn)行應(yīng)力分析，并考慮成型過程中產(chǎn)生的各項變因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)進(jìn)行壓力和扭曲分析時，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、及添加不同比率玻纖材料，進(jìn)行壓力測試和扭曲測試之結(jié)果最后和碩針對模擬結(jié)果進(jìn)行實驗驗證，并發(fā)現(xiàn)二者呈現(xiàn)相同的趨勢。在平坦度驗證中，不同玻纖比率材料的模擬結(jié)果也與實驗結(jié)果相符(圖七)。

尾門內(nèi)板沖擊性能分析使用模流仿真分析，可以得到尾門內(nèi)板的玻纖取向和熔接線分布如圖5所示。結(jié)果表明在尾門內(nèi)板不同位置，玻纖取向存在較大差異，并且結(jié)構(gòu)中存在大量的熔接線，這些都對尾門內(nèi)板性能有著重要影響。通過Digimat的工藝映射功能，可以將玻纖取向和熔接線分布結(jié)果映射到結(jié)構(gòu)有限元網(wǎng)格上，從而在結(jié)構(gòu)仿真分析中考慮兩者的影響。圖5.

所謂露纖就是玻璃纖維露在產(chǎn)品表面，比較粗糙，外觀上比較難以接受，產(chǎn)生的可能原因分析：在添加這類填充物的時候，一般是采用物理混合方法， 所以只是玻纖均勻分散在塑料中間，但在塑料融化后，這個混合物會出現(xiàn)不同程度的分離(視添加的比例和玻纖的長短而定，還有原料的溫度也有一定程度的影響) 那玻纖為什么會外露呢?

，結(jié)構(gòu)、溫度、玻纖，對于含玻纖和嵌入件的產(chǎn)品，翹曲原因分析中溫度場不均的影響因子一般都很小，從筆者分析的上千個分析案例看，一般情況下翹曲結(jié)果因子：產(chǎn)品設(shè)計本身結(jié)構(gòu)收縮的和玻纖分布各占50%左右；Molded3D 2023版本對此類零件的翹曲分析做了增強(qiáng)，對于玻纖分布的影響因子分為了一致性影響和散亂性影響，對某些零件的翹曲計算結(jié)果更精確。

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，以改變目標(biāo)區(qū)域的流動表現(xiàn)及玻纖取向 我們通過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，改變目標(biāo)區(qū)域的流動表現(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，以改變目標(biāo)區(qū)域的流動表現(xiàn)及玻纖取向 我們通過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，改變目標(biāo)區(qū)域的流動表現(xiàn)及玻纖取向，從而獲得外觀合格的制件。

未增強(qiáng)材料在流動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、流動性、玻纖含量及耐溫性能對產(chǎn)品翹曲的影響。這些特性對薄壁低翹曲產(chǎn)品的性能表現(xiàn)至關(guān)重要。3.

在上圖中，從未發(fā)泡的實驗圖中，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，那是因為流道內(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）流動性變差（在同樣料溫下），用氮氣發(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

對于熱力學(xué)，可追溯到1650年，德國科學(xué)家格里克( Otto von Guericke，1602-1686 )首先制造出真空泵被認(rèn)為是熱力學(xué)的起點，1656年玻義耳（Robert Boyle，1627-1691）和胡克合作制作出類似的真空泵，注意到了氣體壓力、溫度、體積之間的相關(guān)性，玻義耳還提出了描述氣體壓力隨容器體積變化的玻義耳定律，從而奠定了熱力學(xué)的基石。

<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，通過多尺度聯(lián)合仿真方法對油底殼進(jìn)行了模態(tài)仿真分析及測試。

高效率的平行化計算核心可進(jìn)行完整的充填、保壓、冷卻、翹曲、玻纖排向、反應(yīng)射出…等計算。此外，Moldex3D 并行計算技術(shù)可同時支持多CPU和叢集式計算機(jī)計算。對于光學(xué)零件，纖維補(bǔ)強(qiáng)汽車零組件、連接器、齒輪..等等，對高精度和高速計算的需求永遠(yuǎn)不能低估。計算速度可以被更新更強(qiáng)大的CPU改善。然而，僅僅改進(jìn)CPU的速度在速度和準(zhǔn)確性上并無法滿足工業(yè)用戶。

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