Symulacja wyżarzania z uwzględnieniem wpływu orientacji włókien na wyniki deformacji
Wyżarzanie jest kluczową częścią procesu formowania tworzyw sztucznych. W procesie wyżarzania materiał jest podgrzewany i utrzymywany w określonej temperaturze przez jakiś czas, a następnie powoli studzony. Głównym celem wyżarzania jest złagodzenie naprężeń resztkowych. Wyżarzanie jest również stosowane w celu zwiększenia plastyczności i wytrzymałości materiału wtryskiwanego wyrobu oraz wygenerowania specjalnej mikrostruktury.
Moldex3D Stress umożliwia użytkownikom obserwowanie jak zachowuje się deformacja detalu w procesie wyżarzania. Symulacja wyżarzania przedstawia wyniki przemieszczenia, naprężenia Von Misesa, naprężeń ścinających i wyniki rozkładu temperatury na podstawie obliczeń wyników deformacji. (Rys. 1
Rys.1 Lista wyników analizy wyżarzania
W Moldex3D symulacja wyżarzania uwzględnia również wpływ orientacji włókien na odkształcenie geometrii, dzięki czemu można osiągnąć dokładniejszy wynik deformacji.
Symulacja wyżarzania z uwzględnieniem efektu orientacji włókien
Krok 1: Przygotuj analizę i upewnij się, że opcja analizy orientacji włókien jest włączona na karcie Flow/Pack (Enhanced Solver lub Standard Solver) oraz na karcie Warp w oknie dialogowym Parametry obliczeń.
Rys. 2 Ustawienie parametrów obliczeń w zakładce Flow/Pack i Warp
Krok 2: Domyślnym modelem mikro-mechaniki jest model Mori-Tanaka. Użytkownicy mogą wybrać inne modele w razie potrzeby. Model mikro-mechaniki symulacji wyżarzania jest zgodny z ustawieniem zakładki Warp, a typ modelu można sprawdzić w pliku dziennika.
Rys.3 Dostępne są trzy modele w wyborze modelu mikro-mechaniki
Krok 3: Na karcie Stress wybierz typ Analizy jako Annealing (Wyżarzanie). Następnie uruchom analizę Stress-S po zakończeniu analizy za standardową sekwencji symulacji (CFPCW).
Rys.4 Ustawienie analizy wyżarzania i uruchamianie analizy naprężeń
Uwaga: Można ponownie sprawdzić plik dziennika analizy Stress (*.lgs). Plik rejestruje ustawienie, które jest zsynchronizowane z symulacją deformacji. (*.lgw)
Rys.5 Informacje o wyżarzaniu w pliku dziennika analizy Stress
Studium przypadku
Dwie przykładowe próbki, układ doprowadzenia tworzywa jest porównywany pod względem efektu orientacji włókien oraz efektu losowej orientacji włókien.
Po wykonanej analizie można obserwować wynik przemieszczenia wzdłuż osi Z na końcu symulacji wyżarzania (EOA) jak pokazano w tabeli1.
Ostateczna deformacja, biorąc pod uwagę efekt orientacji włókien oraz efekt losowej orientacji włókien jest różna w obu badanych próbkach.
Tabela 1 Porównanie dwóch układu doprowadzenia tworzywa z uwzględnieniem efektu orientacji włókien i losowej orientacji włókien
Rys.6 to krzywe zdefiniowane przez punkty pomiarowe leżące wzdłuż kierunku i położenia czerwonej krawędzi. To pokazuje, że orientacja włókien ma znaczący wpływ na deformację podczas procesu wyżarzania.
