MoldFlow软件应力分析及应用

MoldFlow软件的应力分析及应用作者：马前言随着塑料工业的快速发展，塑料制品正日益取代金属部件成为结构部件，并广泛应用于航空、航天、电子、机械、船舶和汽车。因此，有必要全面了解产品在外加载荷和约束下的性能。MPI/Stress通过分析产品的应力和变形，帮助设计者和技术人员了解产品的应力相关特性，如强度、刚度和预期寿命。由于MPI/应力集成在MPI中，因此特别适合于注塑制品的应力和应变分析。一、磁粉探伤/压力的介绍目前，许多分析软件可以分析产品在载荷和约束下的应力和变形。MPI/应力还可以完成这些分析，即小变形分析、大变形分析、屈曲分析、模态分析和蠕变分析。因为MPI/Stress可以很容易地与诸如MPI/Cool、MPI/Flow、MPI/Fiber、MPI/Warp等模块集成。可以考虑产品成型过程中形成的残余应力和残余应变。对于纤维增强复合材料产品，通过磁粉/纤维分析获得的力学性能数据可以直接使用，从而使分析结果更加可靠。小挠度分析小变形分析是线性分析，主要用于产品的概念设计阶段。通过分析产品在载荷和约束作用下的应力分布和变形程度，确定产品的使用性能，即产品是否能满足强度和刚度的要求。在此基础上，可以对产品的壁厚、加强筋的尺寸和材料的选择进行基本评估。大挠度分析大变形分析是一种非线性分析，用于评价产品在大载荷下的性能。众所周知，非线性分析不仅计算量大，而且求解过程容易发散。MPI/Stress提供了两种负载控制和位移控制方法供用户选择。在求解策略中，软件不仅提供了手动确定增量步长和选择求解器的方法，还提供了自动确定增量步长和选择求解器的方法。该方法可以根据非线性问题求解过程中不同阶段的收敛条件，自动选择增量步长和可靠的求解器，避免了求解非线性问题固有的收敛困难，大大提高了求解效率。屈曲分析屈曲分析可以分析导致产品屈曲的临界载荷，预测屈曲最终发生时的形状。MPI/应力为屈曲分析提供了两种方法。一种是线性或经典屈曲分析，主要用于不考虑产品残余应力的分析。二是线性化屈曲分析，主要考虑产品的残余应力。产品在载荷作用下是否会发生屈曲，对产品的大变形分析有重要影响。因此，在进行大变形分析之前，必须先进行屈曲分析。如果存在屈曲，必须考虑屈曲对变形的影响。同时，屈曲分析结果可用于非线性分析。模态频率分析模态分析用于确定产品振动的固有频率和该频率下的模态形状，从而帮助设计者通过增加产品的刚度来减少产品的振动。蠕变分析蠕变分析是指在产品的应力或应变保持不变的情况下，由于材料的粘(弹、塑)特性，变形或应变随时间的推移而不断增加的分析，对于长时间在大载荷下工作的产品来说非常重要。蠕变分析也是一种非线性分析，但它比大变形分析更复杂。MPI/Stress提供了各种高效稳定的算法。MPI/Stress使用中型表面模型来分析产品的应力和应变，这为施加载荷和约束提供了方便的操作界面，并且可以考虑材料机械性能的各向异性。二。心理压力/压力的作用MPI/Stress通过分析产品的应力和应变，为用户提供丰富的分析结果。(1)产品总变形的小变形分析及其变形分量在三个坐标方向上的分布云图，第一主应力、第二主应力、最大剪应力和米塞斯-亨斯基应力的分布云图。(2)大变形分析：产品的总变形及其变形分量在三个坐标方向上的分布云图，这些变形与载荷变化的关系，第一主应力、第二主应力、最大剪应力和米塞斯-亨斯基应力的分布云图及其与载荷变化的关系。(3)屈曲分析产品的临界载荷和屈曲模式。(4)产品振动固有频率、产品在相应频率下的总变形以及变形分量在三个坐标方向上的分布云图的模态分析。(5)蠕变分析产品的总变形及其变形分量沿三个坐标方向的分布云图，以及第一主应力、第二主应力、最大剪应力和Mises- Hencky应力随时间的分布云图。三、MPI/Cool应用实例以一个矩形盒为例，说明了MPI/应力分析的一些结果。产品材料为巴斯夫ES 8082，尺寸为120毫米80毫米15毫米，顶面中心高度为20毫米，厚度为1.2毫米。放在平板上，在顶面中心施加60N的压力。考虑到对称性，取1/4进行分析。3.1大变形分析图1是从大变形分析中获得的总变形分布、米塞斯-亨斯基应力分布和最大剪应力与载荷之间的关系的云图。(a)产品的总变形产品的米塞斯-亨斯基应力产品最大剪应力随载荷的变化图1大变形分析的部分结果3.2屈曲分析从屈曲分析可以看出，产品屈曲时的最小特征值为3.04，如图2(a)所示，表明产品在当前载荷下不会屈曲。当特征值为4.23时，产品的模式如图2(b)所示。(a)产品屈曲特征值(a)产品的屈曲模式图2屈曲分析的部分结果3.3模态分析从模态分析可以看出，产品振动时的固有频率分别为429.5赫兹和891.3赫兹，如图3(a)所示。当频率为429.5赫兹时，产品的模式如图3(b)所示。产品的自然频率(b)产品在429.5赫