ชุด: พื้นฐานของการวิเคราะห์ CAE สำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก

ตอนที่ 2 จุดเด่นของพลาสติก CAE

เราจะอธิบายความแตกต่างในคุณสมบัติของวัสดุของพลาสติกและโลหะในลักษณะที่เข้าใจง่าย และแนะนำประเด็นที่ต้องพิจารณาในการวิเคราะห์ CAE ของพลาสติก

เม็ดพลาสติก

สารบัญ

1. พลาสติกคืออะไร?
2. ความแตกต่างระหว่างพลาสติกกับโลหะ
3. ข้อควรทราบในการวิเคราะห์ CAE พลาสติก
4. สรุป

พลาสติกคืออะไร

พลาสติก เป็นคำภาษาอังกฤษที่แปลว่า "พลาสติก" เป็นคุณสมบัติที่เปลี่ยนรูปได้ง่ายเมื่อออกแรง และไม่กลับคืนสู่รูปเดิมแม้ออกแรงที่กระทำแล้ว

ISO 472 (1988) นิยามพลาสติกว่าเป็น "วัสดุที่มีโพลิเมอร์สูงเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ และสามารถทำให้มีรูปร่างได้โดยการไหลในบางขั้นตอนของการประมวลผลเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป" กล่าวอีกนัยหนึ่ง การขึ้นรูปพลาสติกอาจกล่าวได้ว่าเป็น "วิธีการประมวลผลที่วัสดุพอลิเมอร์มีการไหลโดยใช้ความร้อน ฯลฯ โดยกำหนดให้มีรูปร่างเกือบจะเหมือนกับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป จากนั้นจึงแข็งตัวและนำออกมา "คล้ายกับการหล่อโลหะในแง่ที่ว่าหลอม หล่อขึ้นรูป แข็งตัวและนำออกมา อย่างไรก็ตาม พลาสติกมีคุณสมบัติและคุณลักษณะที่แตกต่างจากโลหะ

คราวที่แล้วผมพูดถึงว่า CAE ถูกพัฒนาเพื่อใช้ในการออกแบบวัสดุโลหะเช่นเครื่องบิน ในการใช้ CAE กับพลาสติก จำเป็นต้องทราบคุณสมบัติวัสดุของพลาสติก

 

■ ประเภทของพลาสติก

พลาสติกมีหลายประเภท แต่สามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็น "พลาสติกเทอร์โมเซตติง" และ "เทอร์โมพลาสติก"

[เทอร์โมเซตติงพลาสติก]

พลาสติกที่ แข็งตัวเมื่อได้รับความร้อน เรียกว่าพลาสติกเทอร์โมเซตติง

พลาสติกเทอร์โมเซตติงทั่วไป ได้แก่ อีพ็อกซี่ (EP) ฟีนอล (PF) เมลามีน (MF) ซิลิโคน (SI) และโพลียูรีเทน (PUR) ความร้อนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและแข็งตัว เมื่อชุบแข็งแล้ว จะไม่อ่อนตัวแม้ว่าจะอุ่นซ้ำ และทนความร้อนได้ดีเยี่ยม นอกจากนี้ เนื่องจากโมเลกุลได้รับการบ่มด้วยการสร้างโครงสร้างที่เชื่อมโยงข้าม พวกมันยังมีสมบัติเชิงกลและความทนทานต่อสารเคมีที่ดีเยี่ยมอีกด้วย

พลาสติกเทอร์โมเซตติง (วงรี)รูปที่ 1 พลาสติกเทอร์โมเซตติง (รูปทรงไข่)

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวงจรการขึ้นรูปใช้เวลานานและจำเป็นต้องผ่านกระบวนการหลังการประมวลผล เช่น การลบคม การผลิตจำนวนมากจึงทำได้ไม่ดีนัก มีสัดส่วนประมาณ 10% ของปริมาณการผลิตในประเทศ และเนื่องจากรีไซเคิลได้ยาก การใช้งานในผลิตภัณฑ์จึงถูกจำกัด

 

[พลาสติกเทอร์โมพลาสติก]

เทอร์โมพลาสติกเป็นพลาสติก ที่อ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อน

เทอร์โมพลาสติกมักใช้ในการขึ้นรูปพลาสติก การฉีดขึ้นรูป ช่วยให้สามารถผลิตจำนวนมากได้อย่างต่อเนื่องและมีต้นทุนต่ำ สามารถรีไซเคิลได้เนื่องจากจะนิ่มลงเมื่อถูกความร้อนอีกครั้ง

เทอร์โมพลาสติก (แม่พิมพ์ช็อกโกแลต)รูปที่ 2 พลาสติกเทอร์โมพลาสติก (แม่พิมพ์ช็อกโกแลต)

เทอร์โมพลาสติกยัง แบ่งออกเป็นพลาสติกผลึกและพลาสติกอสัณฐานตามความแตกต่างของโครงสร้างโมเลกุล 

พลาสติกที่เป็นผลึก มีโครงสร้างที่ชิ้นส่วนของพอลิเมอร์ถูกจัดเรียงอย่างเรียบร้อย และมีส่วนที่เป็นผลึกและประกอบขึ้นจากส่วนที่เป็นผลึกและส่วนที่เป็นอสัณฐาน ในทางกลับกัน พลาสติกอสัณฐานไม่มีโครงสร้างผลึก (ภาพที่ 3)

พลาสติกที่เป็นผลึกมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) และจุดหลอมเหลว (Tm) ในขณะที่พลาสติกอสัณฐานจะมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) เท่านั้น พลาสติกอสัณฐาน​ ​จะอ่อนตัวลงอย่างรวดเร็วเหนืออุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว ในขณะที่พลาสติกที่เป็นผลึกสามารถคงความแข็งไว้ได้ อย่างไรก็ตาม พลาสติกที่เป็นผลึก ยัง อ่อนตัวลงอย่างรวดเร็วเมื่อพลาสติกเหล่านั้นมีจุดหลอมเหลวเกิน (รูปที่ 3 ขวา)

พลาสติกที่เป็นผลึก มีผลึกหนาแน่นที่กระจายแสง ทำให้มีความโปร่งใสต่ำและมีความทนทานต่อสารเคมีสูงและต้านทานการล้า (คืบ) พลาสติกอสัณฐาน มักจะ มีความโปร่งใสสูง ทาสีและยึดติดได้ง่าย

ความแตกต่างระหว่างคริสตัลลีนและพลาสติกอสัณฐานรูปที่ 3 ความแตกต่างระหว่างพลาสติกที่เป็นผลึกและอสัณฐาน

 

เทอร์โมพลาสติกที่มักใช้สำหรับการขึ้นรูปมักเรียกกันว่า 'พลาสติกเอนกประสงค์' ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ โพลิโพรพิลีน (PP) โพลิเอทิลีน (PE) โพลิสไตรีน (PS) และอะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีน-สไตรีน (ABS) ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ PP และ PE จัดเป็นเรซินที่เป็นผลึก ในขณะที่ PS และ ABS จัดเป็นเรซินอสัณฐาน

การทนความร้อน 100°C หรือสูงกว่า ความแข็งแรง 49 MPa (500 kgf/cm2) หรือสูงกว่า และค่าโมดูลัสดัดงอ 2.4 GPa (24,500 kgf/cm2) หรือสูงกว่า เรียกว่า "พลาสติกวิศวกรรม" ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ พลาสติกวิศวกรรมจะถูกเลือกเมื่อพลาสติกที่ใช้งานทั่วไปไม่สามารถตอบสนองความต้องการ เช่น ความแข็งแรงและการทนความร้อน

ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ โพลีเอไมด์ (PA), โพลีออกซีเมทิลีน (POM) และโพลีฟีนิลีนอีเทอร์ดัดแปลง (m-PPE) รูปที่ 4 แสดงโครงสร้างและคุณลักษณะของ PA, POM และ m-PPE จากซ้ายไปขวา ในจำนวนนี้ PA และ POM จัดเป็นพลาสติกประเภทผลึก และ m-PPE เป็นพลาสติกอสัณฐาน

ลักษณะของพลาสติกวิศวกรรมของ Asahi Kaseiรูปที่ 4 คุณสมบัติของพลาสติกวิศวกรรมของ Asahi Kasei

→ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ "โพลีเอไมด์" โดยละเอียด

→ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ "โพลีอะซีทัล" โดยละเอียด

→ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ "m-Polyphenylene ether" โดยละเอียด

 

เรซินประสิทธิภาพสูงที่มีความแข็งแรงเชิงกล ทนทานต่อสารเคมี และทนความร้อนสูงกว่าพลาสติกวิศวกรรม พลาสติกวิศวกรรมยิ่งยวด (Super Engineering Plastics) ก็เรียก. รักษาประสิทธิภาพเชิงกลแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง 150°C หรือสูงกว่า ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ พอลิเมอร์ผลึกเหลว (LCP) และโพลีฟีนิลีนซัลไฟด์ (PPS)

รายการจำแนกประเภทพลาสติกรูปที่ 5 รายการจำแนกประเภทพลาสติก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พลาสติกต่างๆ ได้รับการพัฒนาขึ้น รวมถึงพลาสติกชีวมวลที่มีส่วนประกอบที่ได้จากพืช เช่น ข้าวโพด และ พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งย่อยสลายโดยจุลินทรีย์

ความแตกต่างระหว่างพลาสติกและโลหะ*

*จากนี้ไป "พลาสติก" หมายถึงเทอร์โมพลาสติก

■ โครงสร้าง

โครงสร้างของโลหะประกอบด้วย อะตอมจำนวนมาก (Al, Fe, Cu, ฯลฯ) จัดเรียงอย่างเป็นระเบียบเพื่อสร้างผลึก (รูปที่ 6) อิเล็กตรอนอิสระที่มีประจุไฟฟ้าลบจะเคลื่อนที่อย่างอิสระรอบๆ นิวเคลียสของอะตอม (ไอออนบวก) ซึ่งยึดเหนี่ยวอะตอมไว้ด้วยกันอย่างแน่นหนา สิ่งนี้เรียกว่า พันธะโลหะ

ภาพโครงสร้างโลหะภาพที่ 6 ภาพโครงสร้างโลหะ

ในทางกลับกัน พลาสติก อยู่ใน สถานะพอลิเมอร์ของโมโนเมอร์ ซึ่งแต่ละโมเลกุลมีพันธะโควาเลนต์ที่แตกต่างกัน​ ​สิ่งนี้เรียกว่าพอลิเมอร์ (พอลิเมอร์) และ เรียกอีกอย่างว่าโซ่โมเลกุลเพราะโมเลกุลนั้นเชื่อมต่อกันยาวเหมือนโซ่ ด้านในของพลาสติกจะอยู่ในสภาพที่พอลิเมอร์พันกัน และมีโครงสร้างต่างๆ เช่น ส่วนที่เป็นผลึกและอสัณฐาน ความแตกต่างในโครงสร้างนี้ส่งผลต่อจุดหลอมเหลว คุณสมบัติทางกายภาพ อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว ฯลฯ

ภาพโครงสร้างพลาสติกรูปที่ 7 ภาพโครงสร้างพลาสติก

 

■ คุณสมบัติทางกายภาพ

การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของพลาสติกและโลหะแสดงไว้ในตารางด้านล่าง

การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของพลาสติกและโลหะรูปที่ 8 การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของพลาสติกและโลหะ

ลักษณะทั่วไปประการแรกของพลาสติก คือ เบากว่าโลหะ มีน้ำหนักประมาณ 1/2 ถึง 1/4 ของอลูมิเนียม และ 1/7 ถึง 1/10 ของน้ำหนักเหล็กและทองแดง ดังนั้นการเปลี่ยนโลหะเป็นพลาสติกทำให้น้ำหนักลดลงได้

มีภาพที่พลาสติกมีความแข็งแรงมากกว่าโลหะ แต่ขึ้นอยู่กับเกรดและประเภท พลาสติกอาจแข็งแรงกว่าอย่างไรก็ตาม โมดูลัสของความยืดหยุ่น (ยากต่อการเสียรูป) จะสูงกว่าในโลหะ และในการเปรียบเทียบอะลูมิเนียมกับโพลีเอไมด์เรซินของ Asahi Kasei LEONA™14G33(โพลีเอไมด์ 66, ใยแก้ว 33%) อะลูมิเนียมจะสูงกว่าถึงเจ็ดเท่า ฉันอยู่นี่.

โลหะโดยทั่วไปมีจุดวาบไฟและจุดติดไฟสูงมาก และยากต่อการลุกไหม้ แต่ พลาสติกจะเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ในทางกลับกัน พลาสติกมีค่าการนำความร้อนต่ำมากและความร้อนจำเพาะสูง (ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของสสาร) เมื่อเทียบกับโลหะ ดังนั้นจึงคาดว่าจะ​ ​มีผลเป็นฉนวนความร้อน

 

■ ลักษณะเฉพาะของอุณหภูมิ

จุดหลอมเหลวของพลาสติกทั่วไปที่ไม่ทนความร้อน (PP: โพลิโพรพิลีน) คือ 170°C ในขณะที่โลหะ (สแตนเลส) จุดหลอมเหลวอยู่ที่ 1450°C ซึ่งแตกต่างกันอย่างไม่มีที่เปรียบ ดังนั้น คุณสมบัติของวัสดุของพลาสติกจึงทำปฏิกิริยาไวต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย

การเปรียบเทียบความโค้งของความเครียด (σ) - ความเครียด (ε) ของโลหะ (ซ้าย) และพลาสติก (ขวา)รูปที่ 9 การเปรียบเทียบเส้นโค้งความเค้น (σ) - ความเครียด (ε) ของโลหะ (ซ้าย) และพลาสติก (ขวา)

ทั้งโลหะและพลาสติกมีคุณสมบัติยืดหยุ่นหนืด แต่ในขณะที่โลหะแสดงคุณสมบัติยืดหยุ่นหนืดได้ที่อุณหภูมิหลายร้อยองศาขึ้นไปเท่านั้น พลาสติกได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิห้องแม้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 10 ถึง 20 องศา คุณสมบัติยืดหยุ่นหนืดนี้ส่งผลต่อสิ่งต่างๆ เช่น โมดูลัสแรงดึงและการยืดตัวเมื่อขาด คุณสมบัติ Viscoelastic จะกล่าวถึงในภายหลัง

คุณลักษณะของอุณหภูมิจะไม่แปรผันตามอุณหภูมิ แต่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วรอบๆ อุณหภูมิเฉพาะ เช่น อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) ดังแสดงในรูปที่ 9 ที่อุณหภูมิต่ำ ทั้งส่วนที่เป็นผลึกหรือส่วนที่เป็นอสัณฐานในพลาสติกไม่สามารถเคลื่อนที่ได้และ ความยืดหยุ่นต่ำ (สถานะแก้ว) อุณหภูมิที่ส่วนอสัณฐานเริ่มเคลื่อนที่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเรียกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) จุดหลอมเหลว (Tm) คืออุณหภูมิที่อุณหภูมิสูงขึ้นอีกและส่วนผลึกสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ กล่าวอีกนัยหนึ่ง พลาสติกจะสูญเสียความยืดหยุ่นและเปราะที่อุณหภูมิต่ำ และจะอ่อนตัวและสูญเสียความแข็งเมื่ออุณหภูมิสูง ลักษณะอุณหภูมิเหล่านี้ของพลาสติกทำให้เกิดรอยร้าวในภาชนะพลาสติกที่วางในช่องแช่แข็งและการเสียรูปในพลาสติกที่อุ่นในเตาไมโครเวฟ

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของพลาสติกจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวัสดุ การต่อชิ้นส่วนที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่างกันจะส่งผลให้เกิดการขยายตัวและหดตัวในปริมาณที่แตกต่างกันเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากสิ่งนี้ทำให้เกิดการเสียรูปและแตกร้าว (รูปที่ 8)

โลหะกัดกร่อน แต่ พลาสติกเสื่อมสภาพแทนที่จะสึกกร่อน การเสื่อมสภาพถูกเร่งด้วยความร้อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใส่ใจกับสภาพแวดล้อมการใช้งานเมื่อออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก

 

■ คุณสมบัติยืดหยุ่นหนืด

・ความยืดหยุ่นหนืดคืออะไร?

Viscoelasticity เป็นคุณสมบัติที่รวมคุณสมบัติยืดหยุ่นและความหนืด​ ​ความยืดหยุ่น เป็น คุณสมบัติที่แรงและการเสียรูปเป็นสัดส่วน เหมือนกับยางยืดเมื่อดึงและกลับสู่รูปร่างเดิมเมื่อปล่อย ความหนืดคือคุณสมบัติที่การเสียรูปจะดำเนินไปเรื่อยๆ ราวกับว่าดินเหนียวยืดออกเมื่อดึงไปทางซ้ายและขวา​ ​พลาสติกวิสโคอีลาสติกรวมคุณสมบัติทั้งสองเข้าด้วยกัน มีลักษณะเหมือนยางภายใต้แรงที่กระทำอย่างรวดเร็ว และ เหมือนดินเหนียวภายใต้แรงที่กระทำอย่างช้าๆ

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ทั้งพลาสติกและโลหะมีความยืดหยุ่นหนืด แต่โลหะจะมีความยืดหยุ่นหนืดที่อุณหภูมิหลายร้อยองศาเท่านั้น เนื่องจากลักษณะอุณหภูมิของพลาสติกจึงจำเป็นต้องประเมินปรากฏการณ์ที่ไม่ต้องการความสนใจกับโลหะอย่างเต็มที่ เหล่านี้ เป็นการผ่อนคลายความเครียด​ ​และ คืบคลาน

<คืบ>

นี่เป็น ปรากฏการณ์ที่ความเค้นเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เมื่อความเค้นกระทำกับวัตถุเป็นระยะเวลานาน

ภาพปรากฏการณ์คืบคลานภาพที่ 10 ภาพปรากฏการณ์คืบคลาน

ดังที่แสดงในรูปที่ 10 ทันทีหลังจากวางตุ้มน้ำหนักบนแท่งที่ด้านบนได้รับการแก้ไขแล้ว แม้ว่าจะเกิดความเครียดตามน้ำหนักนั้น ความเครียดจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นอีกครั้งเมื่อเวลาผ่านไป นี่คือความผิดปกติที่เกิดขึ้นจากลักษณะหนืด ในกรณีที่มีความเครียดสูงหรือในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง อาจทำให้แตกหักได้ในที่สุด

การประเมินความต้านทานการคืบอย่างแม่นยำเป็นเรื่องยาก และสภาพแวดล้อมได้รับผลกระทบได้ง่าย ดังนั้นจึงเป็นที่พึงปรารถนาในการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติกเพื่อหลีกเลี่ยงภาระคงที่ให้มากที่สุด

 

<การผ่อนคลายความเครียด>

ปรากฏการณ์ที่ความเค้นลดลงเมื่อเวลาผ่านไปเมื่อความเค้นคงที่ถูกนำไปใช้กับวัตถุ

ภาพปรากฏการณ์ผ่อนคลายความเครียดภาพที่ 11 ภาพปรากฏการณ์การผ่อนคลายความเครียด

ดังที่แสดงในรูปที่ 11 เมื่อด้านล่างของแท่งที่มีด้านบนคงที่ถูกเกี่ยวบนพื้นและใช้ความเครียด (ε 0) ความเครียดสูง (σ 0) จะถูกสร้างขึ้นในขั้นต้น แต่ความเครียดนี้จะลดลงเมื่อ กาลเวลา มีขนาดเล็กลง ( σ t) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงของความเครียด ( ε 0) หลังจากเกี่ยวกับพื้น เช่นเดียวกับการคืบ สิ่งนี้เกิดจากคุณสมบัติยืดหยุ่นหนืดของวัสดุเช่นกัน

เป็นปรากฏการณ์ที่เฉพาะเจาะจง มีปรากฏการณ์ที่แรงตามแนวแกนของสกรูและโบลต์และแรงดึงออกของชิ้นส่วนสวมอัดลดลงเมื่อเวลาผ่านไป เมื่อออกแบบผลิตภัณฑ์ ต้องแน่ใจว่าสามารถรักษาภาระขั้นต่ำที่ต้องการได้ตลอดอายุการใช้งาน

 

ข้อควรทราบในการวิเคราะห์ CAE พลาสติก

■ วิธีจัดการในการวิเคราะห์

พลาสติกเป็นวัสดุประเภทวิสโคอีลาสติก และความเครียดจะเปลี่ยนไปตามกาลเวลา แต่ในการวิเคราะห์โครงสร้างตามปกติที่ดำเนินการในการวิเคราะห์ CAE ผลของเวลาถือว่าน้อยมาก ดังนั้นจึงถือว่าเป็นวัสดุประเภทอีลาสโตพลาสติก

แผนภาพแบบจำลองรีโอโลยีของโลหะและพลาสติกรูปที่ 12 แผนภาพแบบจำลองการรีโอโลยีของโลหะและพลาสติก

 

■ ข้อมูลวัสดุที่จะใช้

สิ่งสำคัญคือต้องทราบคุณสมบัติทางกลของพลาสติกเมื่อออกแบบความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์ เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้เส้นโค้งความเค้น-ความเครียด (เส้นโค้ง SS) นี่เป็นการแสดงกราฟิกของความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดที่เกิดขึ้นเมื่อออกแรงกระทำกับวัสดุ

แผนภาพของเส้นโค้ง SS ของพลาสติกรูปที่ 13 ภาพเส้นโค้ง SS ของพลาสติก

ดังแสดงในรูปที่ 13 กราฟนี้มีรูปร่างไม่เชิงเส้นที่ซับซ้อนแทนที่จะเป็นเส้นตรงธรรมดา (เชิงเส้น) เนื่องจาก น้ำหนักบรรทุกและการเสียรูปไม่ได้สัดส่วนกัน สิ่งนี้เรียกว่าความ ไม่เชิงเส้นของวัสดุ ปัญหาความไม่เชิงเส้นของวัสดุนี้สามารถแก้ไขได้ด้วย วิธีการไฟไนต์เอลิเมนต์ที่อธิบายไว้ในส่วนที่ 1 ฉันจะพูดถึงเรื่องนี้ในรายละเอียดเพิ่มเติมในการวิเคราะห์โครงสร้างครั้งต่อไป

พลาสติกมีความไม่เชิงเส้นของวัสดุมาก ดังนั้นการคำนวณจะต้องขึ้นอยู่กับเส้นโค้ง SS ที่แม่นยำ นอกจากนี้ เนื่องจากจำนวนการเสียรูปมีมาก จึงจำเป็นต้องพิจารณาการเปลี่ยนแปลงสถานะการสัมผัสในการคำนวณ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณสมบัติของวัสดุจะเปลี่ยนแปลงอย่างมากขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีข้อมูลวัสดุ (เส้นโค้ง SS) ที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม

ลักษณะของพลาสติกจะแตกต่างกันไปตามประเภทและเกรด เกรดของพลาสติกเสริมแรงเป็นแอนไอโซโทรปิกสูงเนื่องจากผลกระทบของเส้นใยเสริมแรง ดังนั้นต้องพิจารณาการวางแนวของเส้นใยในการคำนวณ เนื่องจากเรซินมีความหนืดสูง การวางแนวของไฟเบอร์จึงถูกควบคุมโดยการไหล แต่เนื่องจากรูปร่างของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปและตำแหน่งเกทได้รับผลกระทบจากรูปร่างของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป จึงจำเป็นต้องได้รับการวางแนวของไฟเบอร์จากการวิเคราะห์กระบวนการขึ้นรูป เช่น การฉีด การจำลองการขึ้นรูปและการวิเคราะห์ความเค้นแปรปรวน ฉันมี. สิ่งนี้จะอธิบายในบทที่แยกต่างหาก

 

■ ลักษณะที่ต้องพิจารณาขึ้นอยู่กับประเภทของการวิเคราะห์

การวิเคราะห์การคืบจะคำนึงถึงความยืดหยุ่นหนืด เนื่องจากการวิเคราะห์การคืบต้องใช้สมการประกอบที่พิจารณาถึงความยืดหยุ่นหนืด (ระยะเวลา) เพื่อคำนวณการเพิ่มขึ้นของความเครียดเมื่อเวลาผ่านไป

นอกจากนี้ ต้องคำนึงถึงการพึ่งพาอัตราความเครียดในการวิเคราะห์ผลกระทบ เนื่องจากความแข็งแรงและความแข็งของพลาสติกเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามอัตราความเครียด จึงจำเป็นต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับการขึ้นต่อกันของอัตราความเครียดเหล่านี้

เราจะหารือเกี่ยวกับหัวข้อเหล่านี้ในรายละเอียดเพิ่มเติมในเอกสารเผยแพร่ในอนาคต

สรุป

พลาสติกเป็นวัสดุที่สะดวกและคุ้นเคย แต่จำเป็นต้องเข้าใจลักษณะพื้นฐานของมันเพื่อออกแบบให้ถูกต้อง ขั้นตอนแรกคือการรู้คุณสมบัติของพลาสติกที่เรามักจะสัมผัสกันในทางทฤษฎี

 

ส่วนถัดไป: "ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับซอฟต์แวร์การวิเคราะห์"

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ CAE โปรดติดต่อเรา

สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม

CAE ดาวน์โหลดสไลด์

กรณีศึกษาแอปพลิเคชัน CAE
กรณีศึกษาแอปพลิเคชัน CAE

ดาวน์โหลดド

การสนับสนุนการพัฒนาผลิตภัณฑ์เรซินโดยใช้ CAE
การสนับสนุนการพัฒนาผลิตภัณฑ์เรซินโดยใช้ CAE

ดาวน์โหลดド

ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง

โพลีเอไมด์เรซิน LEONA™

LEONA™ มีคุณสมบัติทนความร้อน ความแข็งแรงและความเหนียว เป็นฉนวน และทนน้ำมันได้ดีเยี่ยม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนยานยนต์ ชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

เรซินโพลีอะซีทัล TENAC™

TENAC™ มีลักษณะการหล่อลื่นในตัวเองที่ดีเยี่ยม ลักษณะการล้า และความต้านทานต่อน้ำมัน มันถูกใช้ในเกียร์ แบริ่ง ภายในรถยนต์ และชิ้นส่วนเชื้อเพลิง

เรซิน XYRON™ m-PPE

XYRON™ มีสารหน่วงไฟ คุณสมบัติทางไฟฟ้า ความเสถียรของขนาด และความต้านทานน้ำที่ดีเยี่ยม มันถูกใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) แบตเตอรี่ และส่วนประกอบการสื่อสาร 5G