模制零件的结构计算 - 发现 SOLIDWORKS Plastics + Simulation 的计算能力相结合的优势

文章来源：SOLIDWORKS代理商-卓盛信息

SOLIDWORKS Plastics 是一种解决方案，可让您将整个塑料注射过程转移到计算机屏幕上。因此，它对于设计和生产的每个阶段的产品验证都是非常宝贵的帮助。该工具具有广泛的内置功能，使系统操作员能够深入了解组件的冷却、填充、保压和翘曲阶段（这包括评估设定的注射压力、注射速度的充足性） 、填充时间等等）。此外，该解决方案拥有丰富的材料数据库，使您可以避免从技术卡中繁琐地重写材料数据。购买solidworks

然而，模制零件通常是结构的承载元件。因此，强度验证的一个极其重要的方面是使用有限元方法进行结构分析，并可能考虑注射过程后锁定在部件中的残余应力。由于 SOLIDWORKS Plastics 插件和 MES 结构分析插件 - SOLIDWORKS Simulation 的计算能力相结合，这种类型的分析成为可能。

工作流程是什么样的？

考虑下图所示的部分。它是由多个实体对象组成的组件，其中之一是建模浇道。在 SOLIDWORKS Plastics 模块中定义了注射分析，不仅考虑了填充和保压阶段，还考虑了冷却（第二张图中显示了带有冷却剂（在本例中为水）的通道的图形表示）。

图 1正在分析的多体零件

图 2所考虑的具有冷却通道可视化的组件（SW Plastics）

当计算求解器完成其工作时，系统操作员可以查看特定于 SOLIDSORKS Plastics 模块的结果。但是，要执行结构分析，需要将工作环境更改为 SOLIDWORKS Simulation 插件。让我们开始通过从 SOLIDWORKS Plastics 导出残余应力来为强度分析做准备。为此，只需右键单击“结果”选项卡，然后选择“导出”行。

图 3 SOLIDWORKS Plastics 中的“导出”选项卡

上述选项卡将允许用户选择要保存结果的扩展名。该功能还允许您从导出的文件中删除有关注塑模具中使用的嵌件的信息。从下拉菜单中选择“SOLIDWORKS Simulation”行将导出具有 .POE 扩展名的文件，这是结构分析插件可读的多种格式之一。solidworks官网

图4选择导出文件的扩展名

要将残余应力导入 FEM 研究中，请展开模拟树中的“外部载荷”选项卡，然后选择“模具内部存在的应力”。模拟的其余定义与对其他方法生成的组件的分析没有什么不同：用户可以定义材料属性、连接、紧固件、附加载荷，以及最终的离散化网格，这是开始计算之前的最后一步。值得强调的是，有限元网格的密度不必与注入分析阶段使用的密度相似 - 先进的映射算法可以有效捕获计算节点，并为它们分配适当的值，即使在这种情况下也是如此离散模型之间的差异。

图5  SOLIDWORKS Simulation 插件中展开的外部载荷栏

图6非线性材料的定义（张力曲线）

与其他结构测试相比，后处理/结果验证模块不会丢失任何功能。除了减少应力和位移之外，我们还可以深入了解塑性变形（如果测试包括非线性材料模型）、能量误差、安全储备等。下面是组件在任意应力状态下行为的动画。通过放大的变形比例（此处为 5），您可以清楚地看到残余应力如何将组件向内“拉”，导致其呈波浪状。正版solidworks

局限性

IN-CAD 工具之间的协作具有许多优点，包括：与 CAD 解决方案的完全关联性（几何形状中所做的任何更改都将自动传播到数值模块）和直观的使用。然而，塑料和模拟模块中的两阶段分析具有三个局限性：

• SOLIDWORKS Plastics 臂中的网格必须是实体网格

• SOLIDWORKS Plastics 一侧的材料必须是线性且各向同性的（只有在Simulation 中我们才能考虑所有类型的非线性）

• 被分析的组件必须是一个零件（即使是多体，但仍然是一个零件）

如果上述限制成为讨论潜在实施的关键因素，应该强调的是还有其他选择！3DEXPERIENCE 数字平台是 SOLIDWORKS 插件的“老大哥”，它将数学和材料定义的范围提升到了一个新的水平。

一如以往，谢谢阅读，快乐阳光！——SOLIDWORKS代理商（SOLIDWORKS 2024）