玻璃钢模压工艺CAD辅助设计(二)

    二、CAD辅助设计技术
  一般讲,模压制品的生产成本,主要是原材料成本,大约占80%~90%。这种现代设计方法,只有通过计算机辅助设计(CAD)来完成。由于玻璃钢成型工艺非常复杂,这一进展目前尚处于研究阶段。
  本文简述采用CAD方法,进行模压制品的模拟程序设计。
  先,将模压制品的几何尺寸图形和程控参数等信息,输入运算程序,这称为“预编步骤”。通常几何尺寸可从CAD数据中得到,并可利用网络发生器进行分解,成为有限元素模拟(FEM)网络。程序控制参数和材料特性,必须预先输入程序。如果今后程序能适当联网,材料特性可从数据库中直接取得。
  其次,将上述数据输入被称为Express的程序后,可以计算出“流动波面”。这种 Express 程序是由 Aachen 的 IKV 研制成功的。经过流动模拟,就可以确定出制品的特性。例如,SMC卡车保险杠,由于它具有对称性,因而只需计算出它一半的数据,可减少4/5的计算时间,也可大量减少记忆空间。
  流动模拟计算,一般是在等温基础上进行的,先制造一个保险杠的线模,将有限元素网络置于线模内。并输入闭合速度、空隙位置等数据,就可显示出流动波面图象。
  若以不同颜色区域,表示不同阶段的流动波面,只要通过特定软件的帮助,就可计算分析出特定时间、特殊区域内的流动波面图。若在计算机屏幕上发现有一个空气阱存在,熔化物从几个方向流至一点而该点又不在垂直光滑的面上,这意味着在这一点上,不能排出其中的空气。空气被高度压缩,从而会导致高温,这称为“柴油效应”。这样,该点的材料会开始热分解,其机械性能和热性能都较弱。经过实际测试,该 Express 软件计算出的“计算点”与实测点,非常接近。
  由此可见,这一以填充模拟理论为基础的计算模型,足以提供出模压制品的准确结果。它不但可省去机械加工步骤,而且可以计算出纤维的定向,以及各向异性材料的性质。
  据悉,Express 程序已将计算结果转换为商用程序,例如用于计算各向异性材料特性的应力分析等
  目前,模压成型工艺研究中,正在开发的纤维取向和机械性能特征等课题,也可由上述计算模型方法进行解决。