基于注塑成型的塑件结构分析研究（下）
MOLDING
注塑成型
本文将应用AIM和AMSA两种模流和结构联合分析方法，对图3所示盒体塑件进行翘曲和结构分析，其材料为PA6T（Ultramid T4381 LDS）。
图3 注塑盒件及其材料
使用Autodesk Moldflow Insight，采用单浇口进行“填充+保压”的注射成型，模流分析结果如图4所示，打开求解完成的模流分析模型Box.mpi，并另存到本地，从而获得有限元模型信息。
(a) 玻纤方向 (b) 填充结束时的压力
图4 模流分析结果
ANALYSE
AIM方法翘曲分析
使用Abaqus Interface for Moldflow（AIM）方法，把Moldflow分析的有限元模型信息（应力、材料、玻纤方向）等转换到Abaqus输入文件，进行翘曲分析。首先用Moldflow导出导出接口文件，然后将接口文件转换成转成Abaqus可读的输入文件box_transform.inp。
把转换好的box_transform.inp读入CAE前处理。切换到Property模块，查看材料及其属性，可知针对每个单元都赋予了不同的材料，且材料的弹性模量泊松比具有方向性，如图5按截面属性显示颜色。切换到Step模块，可知线性静力分析步已被默认创建完成。切换到Load模块，查看默认创建的用于翘曲分析的边界条件如图5示意。此外针对2565个单元均分别预定义了应力场，其单位为Pa。
图5 每个单元具有不同的材料属性 图6 固定边界条件
直接提交box_transform.inp进行求解，得到翘曲分布云图，如图7所示。
图7 翘曲分布X10
MOLDING
AMSA方法强度分析
本节将使用Autodesk Moldflow Structural Alliance (AMSA) 2014，将Moldflow分析的材料、玻纤方向映射到Abaqus中的结构求解。
1、未映射的结构分析
模型的边界条件如图8，两端固定，盒内受压5e+6 Pa，预设材料为匀质等向的PA6T：弹性模量4.35e+9 Pa，泊松比0.4。求解后得出其U3变形云图如图9所示，最大Z向变形量为-0.4931m。
图8 边界条件 图9 未映射，Box变形U3分布云图
2、导出模型到Moldflow及模流分析
从Abaqus /CAE导出格式选择Autodesk Moldflow Insight，单位选择Meters，导出Box.mpi文件，用Moldflow Synergy（Insight）2014打开导出的文件Box.mpi。然后进行划分网格、模流分析项目为：Fill+Pack+Warp、材料选择PA6T（Ultramid T4381 LDS）、单浇口位置参考图10；
其余默认设置，进行模流分析，翘曲收缩结果见图11。
图10 单浇口位置及填充的玻纤方向 图11 翘曲分布云图 X10
3、映射模流结果的结构分析
切换到Abaqus/CAE的Job模块，Job→Create创建名为Job_with_single_gate的Job。
从Abaqus/CAE菜单栏Plug-insàAutodesk Moldflow Structural AllianceàAnalyze提交Job_with_single_gate的映射结构分析。
模流材料及玻纤方向到映射结构分析，映射的结构求解结果见图10-82，与图10-77对比，因为玻纤方向的加强，其位移U3降低至-0.3575m。
（a）应力分布 （b）单浇口映射，变形位移U3分布
图12 单浇口模流映射的结构分析结果
4、讨论
在图10单浇口基础上，在另一端再增加一个浇口，如图13所示，其玻纤方向为两端到中间，并形成图14所示的缝合线。映射双浇口模流分析的材料、玻纤到结构分析，求解结果见图16，与图12（b）比较，因为在缝合线位置，结构强度相对薄弱，故位移U3增大，最大位移值为-0.493m。
图13 双浇口玻纤方向
图14 缝合线位置 图15 双浇口映射，变形位移U3分布
CONCLUSION
结束语
（1）使用AIM法将Moldflow导出的接口文件转化成ABAQUS软件输入文件，进而成功的进行了盒体塑件翘曲分析；
（2）在进行强度分析时发现，和未映射方法相比利用AMSA映射方法发现其Z向变形量从-0.4931m降低到-0.4931m；
（3）与单浇口模流比较，映射双浇口模流在缝合线位置，结构强度相对薄弱，故位移U3增大，最大位移值为-0.493m。
【参考文献】
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