为什么使用纤维分析?
纤维增强塑料(FRP)已是工业中被广泛应用的主要材料，其可在重量变化很小的情况下增强塑料的热和机械性能。其中，纤维长度、纤维排向及纤维浓度对这些性质具有很大的影响。藉由提高纤维长度可以大大提高部件强度；同时在成型过程中，由流动剪切引起的纤维排向将导致塑料的非等向性质。因此为了保持产品质量的稳定性，纤维长度和排向的预测对于协助用户获得优质设计和成型条件变得非常重要。
Moldex3D纤维模块提供了准确和详细的3D纤维排向仿真，可帮助用户控制纤维增强部件的非等向性收缩。而由纤维排向引起的机械性能差异也可以藉由Moldex3D纤维模块之可视化和分析来进行翘曲预测。凭借其准确的纤维排向和非等向性收缩预测，可以实现翘曲控制、降低成本和提高强度之目的。
挑战
- 预测短纤维和长纤维增强塑料的纤维排向、断裂长度及浓度
- 定义纤维长度、直径和浓度来评估收缩和翘曲
- 控制部件和缝合线区域的强度
- 支持不同类型填料的定向模拟(短/长纤维，薄片等)
- 考虑非等向性之热和机械性能
Moldex3D 解决方案
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使用纤维增强复合材料模块预测非等向性特性分布，包含：弹性模数，线性热膨胀系数（CLTE），机械性能
纤维排向预测
纤维排向的动态切片
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Moldex3D 纤维排向分析使用Folgar-Tucker模型、ARD模型和iARD-RPR模型
- 应用改良之非等向性旋转扩散（iARD）技术结合延迟主要速率（RDR）模型
- iARD-RPR是Moldex3D注册的专利保护的建模方法
- 加速计算：开发新式四阶排向张量的封闭(Closure Form)计算模型，可加速纤维排向计算至少40-50％，无需指定入料条件
- 考虑矩阵结构，纤维柔性等，以评估长纤维排向的显著特征
- 专注于较少的模型参数，为短/长纤维提供更佳的默认参数建议
- 增强核心区域的结果精度
纤维排向预测：Moldex3D的结果与实验结果非常一致
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预测纤维长度分布
- 填充阶段之部件可视化纤维长度分布
- 允许观察浇口区域周围的纤维断裂现象
长纤维分布(初始纤维长度：8.5mm)
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支援薄片排向分析
- 预测基于薄片排向之机械性能和翘曲
- 预测部件表面的流痕和缝合线
薄片排向的动态切片
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通过Moldex3D FEA接口和Moldex3D Digimat-RP可输出非等向性热机械性能，以供结构分析程序使用。
应用产业
- 电子
- 汽车
- 医疗
- 消费品