Виртуальный инжиниринг

Моделирование формовки термопластичного материала

В данном примере проведено моделирование формовки изделия «Нервюра» из композиционного материала с термопластичной матрицей. Изделие состоит из 8 слоев с толщиной 0.25мм каждый.

Цель работы: предотвращение появления возможных дефектов формования (гофры, пережоги).  

Рис.1 Слои композиционного изделия            

Начальная температура слоев будущего изделия была задана 200 ºC, а температура воздуха 75 ºC. В качестве свойств материала были заданы такие параметры как: плотность, содержание волокна, модуль Юнга, модуль на изгиб, модуль сдвига, коэффициент рассеивания, теплоемкость, теплопроводность, коэффициенты трения между слоями и между слоем и инструментами, и направление ориентации утка и основы.

Рис.2 Определение свойств композита

Формовка слоев осуществлялась при помощи инструмента, начальная температура которого была равна 300 ºC. Пуансон был задан как абсолютно твердое тело, которое не может деформироваться.

Рис.3 Свойства пуансона

В результате моделирования были определены величины сдвига волокон во всех 8 слоях, их конечное изменение толщины и эволюция температуры во время процесса формовки (рис.4). На основе полученных данных был сделан вывод, что при использовании данной технологии изделие получается без дефектов.

 

Рис.4 Результаты моделирования