铺覆制程是将连续纤维强化热塑性材料,以热压法和射出成型法制成编织复合材料板的工艺,常被应用于制造体积较大的产品。首先将纤维编织物浸入环氧树脂,再放入模具中,压缩成产品初步的形状;接着再以射出成型方式将模穴填满,即可完成最终产品。在产品压缩的过程中,连续纤维会沿着产品的几何排列,而纤维的排向亦会影响产品的机械性质。为了将此因素考虑进分析的过程,Moldex3D多材质射出成型(MCM)模块,将正交异性材料在铺覆分析(Draping Analysis)过程的材料性质代入射出成型的分析,提供产品制程优化参考。
以下将介绍如何先用LS-DYNA进行预成形组件的铺覆分析(Draping Analysis),接着再以Moldex3D进行射出成型分析。
步骤1:在LS-PrePost的前处理过程中,开启LS-PrePost 4.0,输入薄壳网格模型(IGS file),使用Auto Mesher来产生网格 (建议使用LS-PP 4.0或更新的版本) 。
步骤2:在 LS-PrePost中的 Melt Forming analysis setting,以材料卡-234,-235设定铺覆分析的顺序。注意:参数inn=2和neips=20。
步骤3:以LS-DYNA进行铺覆(Draping)分析,开启LS-Dyna Manager,并开启dyn档来执行分析。完成分析后,再以LS-Prepost读取d3plot档,确认铺覆分析的结果。
步骤4:LS档中包含纤维垫的纤维排向和厚度。输出LS档的步骤为:开启MDXLSResultFileGeneration.exe檔(在Bin文件夹中),接着输入LS档的文件名、存放路径、blank讯息。BAT檔和LS档会产生在设定的文件夹位置。
步骤5:在LS-PrePost中,以LS-Dyna铺覆分析的结果载入d3plot檔。以BAT档产生LS档的纤维垫的纤维排向数据。
注意:在LS-DYNA的分析中只提供连续纤维编织的角度,并将此纤维角度投影到 Moldex3D MCM 专案上。
步骤6:建立一个新的 Moldex3D 3D-Solid 加上嵌件的项目。为了将一纤维正交的材料指定到嵌件,首先进入Computation Parameter 的 MCM 选单中。在此选单中,点击在正交性材质设定(Orthotropic Material Properties) 中的设定(Settings),开启工作窗口, 再指定或修正正交的材料。当指定完正交的材料后,User-defined properties会显示被勾选。
注:3D-Solid 嵌件网格可以由LS-DYNA中使用的薄壳网格或其他适用的前处理器拉出长成。
步骤7:在下图的工作窗口中,用户可以建立、指定、输入、删除嵌件的纤维正交的材料数据。展开这对话窗口,用户可修正指定机械性质和热膨胀系数。
步骤8:在Moldex3D中完成分析后,即可查看分析结果。
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