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[解析事例] 繊維配向分布／繊維長分布／繊維密度分布を考慮した衝撃解析

事例カテゴリ
  • 構造解析
使用モジュール
  • Digimat-MAP/CAE

成形工程で生じる繊維のばらつきをより詳細に考慮

長繊維材料を用いた製品開発が進み、より正確なシミュレーションのためには繊維の破断や凝集を無視できなくなってきています。Moldex3Dにより繊維配向分布／繊維長分布／繊維密度分布解析を実施しその結果を用いて、LS-DYNAにより衝撃解析を行いました。

繊維配向分布／繊維長分布／繊維密度分布すべてを考慮した場合と、繊維配向分布のみを考慮した場合（従来手法）のそれぞれのケースでインパクタの初速度を変化させた解析を行ったところ、破断が生じる初速度が変化し、繊維長分布／繊維密度分布が衝撃解析結果に影響を与えることを確認できました。

解析モデル

Moldex3Dによる樹脂流動解析によって繊維配向取得後、その配向を用いてDIGIMAT/LS-DYNA連成による構造解析を実施。

Moldex3D解析モデル

・材料　　：PP+GF40%
・充填時間： 0.07 sec
・充填体積： 4.11 cc
・射出圧　： 180.0 MPa
・繊維長　： 初期状態 3.40 mm
　　　　　： メルトエントランス 1.48 mm

Moldex3D解析モデル

Digi2DYNA解析モデル

・陽解法
・インパクター初速度:18~23 km/h
・材料モデル：Elastoplastic model(exponential and linear law)

Digi2DYNA解析モデル

Digi2DYNA - 計算結果

初速度を18 km/h〜23 km/hでそれぞれ解析を実施。

Digi2DYNA - 計算結果

破断が生じる初速度が変化しており、衝突解析でも繊維長・濃度分布の影響が確認できる。

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材料設計
構造解析
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