Благодаря интерфейсу FEA, свойства материала, связанные с технологическим процессом, могут быть использованы для точного прогнозирования механических характеристик проектируемой детали
Краткие сведения
Задние переключатели - это конструктивные элементы велосипедных передач (рис. 1). Они обычно изготавливаются с использованием термореактивных композитов из алюминия, стали или армированных волокнами. Компонент обычно представляет собой сборку из двух металлических деталей, которые удерживают цепь между ними. В этом проекте предлагалось использовать моделирование процессов и конструкций для перепроектирования компонента для изготовления из смолы, армированной волокном. Этот подход включает в себя перепроектирование и оптимизацию детали для литья под давлением, а также структурный анализ с использованием результатов CAE в качестве исходных данных для свойств ортотропного материала. Сочетание моделирования процесса со структурной ВЭД позволяет значительно оптимизировать конструкцию деталей и пресс-форм.
Рис. 1 Примеры сборки задней передачи велосипеда
Задачи
- Оптимизация конструкции детали и формы для армированного волокном конструктивного элемента
- Чтобы свести к минимуму отклонение детали, вызванное ориентацией волокна
- Контроль параметров процесса для оптимизации деформации и минимального отклонения (рис. 2)
Рис. 2. Результаты деформации оригинальной конструкции: модуль упругости
Решения
Команда UMass Lowell использовала Moldex3D для изучения корреляции между конструкцией детали, конструкцией пресс-формы, ориентацией волокон и структурными свойствами. Программное обеспечение использовалось для проверки содержания волокон и выбора смолы с точки зрения обработки и функциональности. Этот подход демонстрирует эффективность сочетания моделирования технологических процессов и структурного моделирования для перепроектирования изделий из армированных пластиком полимеров.
Преимущества
- Эффективная переделка деталей с использованием пластика и проверка конструктивных свойств по сравнению с оригинальным дизайном (металл)
- Точное прогнозирование механических характеристик проектируемой детали с использованием интерфейса ВЭД, связанного с технологическими свойствами материала.
- Оптимизированное содержание и ориентация волокон благодаря оптимальному дизайну пресс-формы
- Удалось избежать дорогостоящего прототипирования и реконструкции пресс-форм за счет сочетания обработки и структурного моделирования.