moldflow 残余应力优化分析技术与应用

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1、Moldflow残余应力优化分析技术与应用新科益系统与咨询（上海）有限公司MoldflowConsultantJerryCAD-IT15thUserConference报告大纲一、残余应力概念解释及表现二、残余应力相关缺陷分析及优化三、案例分享2CAD-IT15thUserConference残余应力概念解释残余应力---是指注塑件出模后残余在制品中未松弛的各种应力之和，通常认为残余应力包括流动残余应力和热残余应力1）流动残余应力流动残余应力是熔融塑胶料填充流动过程中的剪切应力shearstress。如果这种剪切应力过大或分布不均匀，会造成尺寸变化、分子链断裂、局部残余应力

2、过大、制品强度下降3方向性密度(Orientationintensity)CAD-IT15thUserConference流动残余应力产生过程4CAD-IT15thUserConference4热残余应力概念解释2)残余热应力是由于制品收缩不均产生的内应力，不仅影响制品的力学、光学性能，而且在很大程度上决定制品的最终几何形状5CAD-IT15thUserConference热残余应力产生过程6CAD-IT15thUserConference6残余应力的测量如果塑料制品透明，可以通过透光程度的不同来观察残余应力的大小和分布。下面几个图片是透明件的透光照片，暗处是应力比较高的地

3、带。7CAD-IT15thUserConference残余应力测量原理由于流动过程中剪切应力存在差异，剪切应力大的地方分子更多的沿着流动方向排列，导致此处结晶程度加大，结晶程度的差异会导致透光率的差异，从而反应出亮度不同的光泽结晶度高的区域，与其他部位相比，分子排列更加紧密，分子之间的相互作用力加大，致使这里的密度、刚性和强度都增加。这种物理和机械性能的不均匀，8导致制品在成型之后产生残余内应力。CAD-IT15thUserConference残余应力解决方案针对残余应力产生的原因，提供相应的解决方案1）降低流动应力值常用方法：减小注射速度、适当增加加工温度、升高模具温

4、度改善制品结构、增加浇口尺寸及数量等2)减小热应力值常用方法：改善制品结构、调整制品壁厚、优化设计模具9冷却系统、保持模具温度均匀等CAD-IT15thUserConference残余应力缺陷分析及优化残余应力缺陷通常表现为应力痕开裂、强度不足，皮层脱落（电镀、涂装产品）光学产品双折射10CAD-IT15thUserConference应力痕Moldflow应用指标应力痕问题Moldflow改善方向Moldflow分析结果应用指标筋、凸台与底面的冻结时间1）Frozenlayerfraction冻结时间差差异控制在一定范围内2)Timetoreachejection

5、temperature应温度梯度越小，应力痕越不力温度梯度明显Bulktemperature11痕体积收缩值越小越均匀，应体积收缩力痕越不明显Volumetricshrinkage残余应力差越大，应力痕越Stressinfirstprincipal残余应力明显directionCAD-IT15thUserConference分析结果：到达顶出温度的时间Boss先冻结，底面后冻结，在结合处产生应力，当应力足够大时，将产生应力痕12CAD-IT15thUserConference分析结果：体积收缩体积收缩差值越大，产品表面易产生应力痕13CAD-IT15thUserConfe

6、rence分析结果：体积收缩（3D）体积收缩差值越大，产品表面易产生应力痕14CAD-IT15thUserConference分析结果：残余应力残余应力差越大，应力痕越明显15CAD-IT15thUserConference开裂、强度不足开裂、强度不足问题Moldflow改善方向Moldflow分析结果标准指标1）Stressinfirstprincipal开direction（主要是未加填充裂、剂的易脆性材料）强残余应力越小越好2）Stress，Mises-Hencky度主要是未加填充剂的易脆性不16材料）足剪切应力不超过材料许Shearstress用值熔接痕夹角越大

7、，远Weldlines离受力区域CAD-IT15thUserConference分析结果：残余应力分布残余应力分布Gate17GateCAD-IT15thUserConference分析结果：残余应力分布最大剪切应力—Shearstress18CAD-IT15thUserConference光学产品双折射双折射可能会导致严重的产品缺陷成像模糊重影差的化学特性Moldflow分析折射率变化19相位差CAD-IT15thUserConference裂痕瑕疵个案研究手机材料：PC保压压力