隨著CAE分析技術的進展，一個產(chǎn)品從設計到成型制程階段，生產(chǎn)者都能以更科學的方式找出問題的根源并改良設計，其中結構分析往往是評估產(chǎn)品耐用度的關鍵。傳統(tǒng)的方法會將產(chǎn)品設計的模型套用一個等向性材料進行模擬，然而這忽略了塑料加工的過程中，各個成型階段對產(chǎn)品造成的影響，也無法考慮在使用如含纖維塑料時的材料非等向性。

透過Moldex3D FEA接口，可以有效整合Moldex3D模流分析結果至其他結構分析軟件。充分考慮產(chǎn)品成型過程所造成的影響，可將材料性質、溫度、壓力、殘留應力甚至是變形結果帶入結構分析當中，讓結構分析結果更貼近現(xiàn)實。

步驟1在Studio中選用含有纖維的材料進行分析，完成一組具有纖維配向結果的項目。在此案例中，由流動波前時間可以看出熔膠充填產(chǎn)品上半部時會由左右兩側向中間匯集。流動行為影響表層纖維配向，使得中間波前交接處的纖維主要沿Z方向排列，兩側纖維則沿Y方向排列。而一般而言，因為含纖材料的非等向性，容易導致此處的強度衰減。

步驟2

切換至FEA接口頁簽，并點選FEA接口開啟精靈。指定應力求解器與輸出網(wǎng)格擋。此處示范以Mapped網(wǎng)格輸出纖維材料性質與縫合線對材料強度影響至ANSYS求解的步驟。選擇輸出網(wǎng)格檔于Mapped，并匯入預先準備好給FEA分析的網(wǎng)格文件，軟件將會把模流分析的結果從原始Studio的網(wǎng)格映射至匯入的網(wǎng)格上，以提供后續(xù)結構分析使用。注：Mapped網(wǎng)格需在使用FEA接口前由結構分析軟件產(chǎn)生。若無額外產(chǎn)生網(wǎng)格，可以輸出網(wǎng)格檔于Original，而將以Studio分析時使用的網(wǎng)格作為最終輸出結果，但建議考慮模流分析使用之網(wǎng)格數(shù)目與元素種類是否適用于結構分析。

點擊檢視/編輯模型定位，確認原始Studio網(wǎng)格與Mapped模型間的定位關系。若兩模型位置不同，可使用自動移動或三點定位做調(diào)整。此處示范畫面為三點定位，則需在原始及映射網(wǎng)格各選擇三對應點，再點擊確認執(zhí)行映射。

步驟3

選擇欲輸出的功能選項，本次示范將會輸出含纖材料非等向的材料性質，以及縫合線造成的強度折減，說明熔膠充填行為造成各區(qū)域材料性質不同，對結構分析結果造成的影響。使用含有纖維塑料材料下，指定微觀力學模型[Mori-Tanaka]以及纖維配向的材料參數(shù)簡化[最低值]。接著勾選縫合線輸出，可計算不同縫合線會合角度下對材料強度的影響。依照實際實驗結果，設定角度范圍與剩余強度之間關系(如下圖)。完成應力求解器、輸出網(wǎng)格擋與功能選項設定后，即可匯出檔案。

注：

• 選擇任意功能選項(包含未勾選任何項目)，都將會輸出含有材料性質的模型網(wǎng)格。
• 若該分析組別不包含部分功能時，則將顯示為紅字。例如本次僅執(zhí)行充填分析，因此以紅字標示沒有保壓與冷卻分析結果。
• 纖維配向的材料數(shù)量減化幅度，材料參數(shù)簡化–最低值代表最大幅度的簡化材料，有助于提升分析效率，但過度簡化可能導致材料性質未能完全反應出模流分析的纖維排向。反之，材料參數(shù)簡化–無能最充分的考慮纖維配向造成的材料非等向性，但會使材料數(shù)目過多，導致計算時間的增加，甚至有可能超過軟件限制的材料數(shù)。
• 功能選項中微觀力學接口列表下的選項為提供非線性多尺度材料建模軟件使用，無法直接匯入結構分析軟件。
  

步驟4

切換至結構分析軟件ANSYS，并匯入網(wǎng)格檔?？捎刹牧夏Ｐ团c材料數(shù)目確認是否成功匯入考慮纖維造成非等向性的材料性質。施以位移與固定的邊界條件后，求解Von Mises Stress。

步驟5

下圖左為使用Moldex3D進行充填分析后，并將纖維配向對材料性質的影響經(jīng)由FEA接口輸出。由于產(chǎn)品中央處受纖維配向與縫合線的影響，材料彈性模數(shù)較低，計算結果顯示該區(qū)域應力較低；若未考慮模流分析，則計算結果如圖右，產(chǎn)品上半部應力分布均勻。顯示在未考慮模流分析結果時，可能導致應力分析結果判斷錯誤。

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