纤维含量对注塑制品残余应力影响的数值模拟

高分子材料科学与工程, 2014, 30(4): 127-138.

纤维含量对注塑制品残余应力影响的数值模拟

赵建 ^1, , 曲敏杰 ^2, , 夏英 ^3, , 郭静 ^4, , 冯钠 ^5, , 张勤星 ^6,

1.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

2.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

3.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

4.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

5.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

6.郑州大学橡塑模具国家工程研究中心,河南郑州450002

关键词：短纤维增强尼龙6 , 纤维含量 , 纤维相互作用系数 , 纤维取向 , 残余应力

Numerical Simulation of the Effect of Fiber Content on Residual Stresses in Fiber Reinforced Injection Molding

Jian Zhao ^1, , Minjie Qu ^2, , Ying Xia ^3, , Jing Guo ^4, , Na Feng ^5, , Qinxing Zhang ^6,

1.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

2.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

3.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

4.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

5.大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034

6.郑州大学橡塑模具国家工程研究中心,河南郑州450002

Keywords： short fiber reinforced polyamide , fiber content , fibers interaction coefficient , fiber orientation , residual stresses

采用短纤维增强尼龙6复合材料,对带有半圆形缺口平板制件的注塑成型过程进行了模拟.以制件半圆形缺口附件的5个单元为研究对象,分别获得了不同位置上纤维取向和制件脱模时应力沿厚度方向上的变化,深入讨论了模具外形、纤维含量变化对纤维取向以及残余应力的影响.研究结果表明,随着纤维含量的增加,纤维间相互作用系数Ci减小,取向程度升高,皮层取向厚度减小,芯层取向厚度增加;纤维含量越高,制品冷却时沿厚度方向的压力幅值越大,残余应力沿厚度分布幅值也越大;制件形状的改变,影响了熔体流经此处的流动状态,同时也影响了缺口附件纤维取向以及残余应力.

参考文献

[1]	Jang Min Park;Seong Jin Park .Modeling and Simulation of Fiber Orientation in Injection Molding of Polymer Composites[J].Mathematical Problems in Engineering: Theory, Methods and Applications,2011(Pt.4):1-14.
[2]	Michel Vincent;T.Giroud;A.Clarke;C.Eberhardt .Description and modeling of fiber orientation in injection molding of fiber reinforced thermoplastics[J].Polymer: The International Journal for the Science and Technology of Polymers,2005(17):6719-6725.
[3]	Pontes AJ;Neves NM;Pouzada AS .The role of the interaction coefficient in the prediction of the fiber orientation in planar injection moldings[J].Polymer Composites,2003(3):358-366.
[4]	吴海宏,陈政,赵振峰,申长雨.纤维增强聚合物注塑残余应力的分析计算[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版）,2005(04):9-11,88.
[5]	张红平,欧阳洁.纤维增强聚合物熔体的纤维取向和流场应力分析[J].复合材料学报,2007(06):153-159.

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