[發明專利]玻璃纖維材料部件力學仿真方法及裝置

有效

• 申請號: 201710315441.4
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107291978B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 張健;雷紹闊;劉偉;鐘國留;林健標
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G16C60/00;G06F119/14
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明公開了一種玻璃纖維材料部件力學仿真方法及裝置，所述方法包括：根據所述部件的仿真參數，注塑仿真構建所述部件的模流分析模型；根據所述部件的仿真參數，仿真構建所述部件的結構力學仿真模型；將所述模流分析模型映射到所述部件的結構力學仿真模型，獲得所述部件的結構力學仿真模型的每一個子單元的纖維取向；獲取所述玻璃纖維材料在從0到90度之間的每一個方向上的應力應變數據；獲取所述結構力學仿真模型的每一個子單元的應力應變數據，根據接收到測試應力數據，對優化后的所述部件的結構力學仿真模型進行形變測試，獲得所述部件的仿真形變數據。采用本發明實施例，考慮到纖維的各向異性，提高了結構力學仿真分析準確率。

技術領域

本發明涉及計算機仿真領域，尤其涉及一種玻璃纖維材料部件力學仿真方法及裝置。

背景技術

在塑膠材料中添加玻璃纖維的目的是為了增加材料本身的強度，但由于玻璃纖維材料在注塑成型過程中隨著塑膠流動方向的改變纖維會發生取向，而取向的方向性將較大程度的影響產品結果的剛強度。通常情況，纖維以0度和90度取向，制件的應力應變值相差接近一倍。

但是在進行結構力學仿真時，輸入模型不具備纖維的屬性，即模型內部各個方向的應力應變為相同值，我們稱之為各向同性，而實際產品中的纖維取向是各向異性的，即每根纖維都具有不同的取向性，從而導致產品本身每個區域具有不同的力學性能，所以傳統的結構力學仿真無法真實的模擬實際纖維增強產品的力學性能。

傳統的結構力學仿真往往采用纖維單一的取向方向即各向同性替代纖維的各向異性，默認分析誤差的存在并采用增加安全系數的方式予以彌補。

傳統的結構力學仿真模式采用增加安全系數的方式予以彌補，一來對主觀經驗要求比較高，對于安全系數的確定人為因素影響較大，二來每個產品的結構、模具方案、成型工藝參數都不相同，纖維的取向角度也都不同，采用單一的經驗安全系統去修正誤差勢必以點帶面，以偏概全，使分析結果與實際存在較大差異，最終導致設計的產品結構較弱或者較強，與精益設計的目標背道而馳。

發明內容

本發明實施例提出的一種玻璃纖維材料部件力學仿真方法及裝置，考慮到纖維的各向異性，提高了結構力學仿真分析準確率。

本發明實施例提供一種玻璃纖維材料部件力學仿真方法，包括：

根據所述部件的仿真參數，注塑仿真構建所述部件的模流分析模型；所述注塑仿真參數包括所述部件采用玻璃纖維材料和所述部件的產品結構；所述模流分析模型包括每一個子單元的纖維取向；

根據所述部件的仿真參數，仿真構建所述部件的結構力學仿真模型；

將所述模流分析模型映射到所述部件的結構力學仿真模型，獲得所述部件的結構力學仿真模型的每一個子單元的纖維取向；

獲取所述玻璃纖維材料在從0到90度之間的每一個方向上的應力應變數據；

從所述玻璃纖維材料在從0到90度之間的每一個方向上的應力應變數據中，根據所述結構力學仿真模型的每一個子單元的纖維取向，獲取所述結構力學仿真模型的每一個子單元的應力應變數據，完成所述部件的結構力學仿真模型的優化；

根據接收到測試應力數據，對優化后的所述部件的結構力學仿真模型進行形變測試，獲得所述部件的仿真形變數據；

其中，所述獲取所述玻璃纖維材料在從0到90度之間的每一個方向上的應力應變數據，具體為：

獲取所述玻璃纖維材料在三個互不相同的方向上的應力應變數據；

根據所述玻璃纖維材料在三個互不相同的方向上的應力應變數據，擬合生成所述纖維材料從0到90度之間的每一個方向上的應力應變數據。

進一步地，所述三個互不相同的方向分別為0度、45度和90度。