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Hallo,

ich bereite mich zurzeit auf meine Diplomarbeit vor. Ich habe ein Kunstoffteil, dass durch Spritzgießen hergestellt wurde. Aufgrund des Spritzgießens treten in dem Bauteil nun Eigenspannungen auf. Zuerst möchte ich die Eigenspannungen mithilfe eines FEM-Programms simulieren. Mir steht die ANSYS Workbench (Version 11) zur Verfügung.

Ich habe mit ANSYS noch nicht allzuviele Erfahrungen gesammelt. Ich habe meistens "Statisch-Mechanisch" gearbeitet. Meine Frage nun was muss ich genau alles machen bzw. einstellen, damit ich Eigenspannungen im Bauteil simulieren kann.

Vielen Dank für eure Hilfe:-)

Viele Grüße Johannes

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Meines Wissens muss man zur Analyse von Eigenspannungen den wirklichen Herstellungsprozess simulieren. D.h. in deinem Fall solltest Du den Spritzgießvorgang simulieren um eine realitätsgetreue Abbildung zu erhalten.

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Ja sowas habe ich mir schon gedacht. Allerdings wie simuliere ich einen Spritzgießvorgang in ANSYS oder sind da andere FEM-Programme besser dafür geeignet.

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Auf der Ansys Seite konnte ich auf die schnelle nur "ANSYS POLYFLOW" ausfindig machen.
siehe hier: http://www.ansys.com/Products/Simulation+Technology/Fluid+Dynamics/ANSYS+POLYFLOW/Features

Es gibt aber spezielle Programme zur Spritzgießsimulation, wie z.B. Moldflow. Was diese Programme im Detail können, da bin ich allerdings überfragt.

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Hallo,

ein schönes Thema, wo man sich echt austoben kann. Was mir dazu einfällt: Das Erstarren passiert ja nicht homogen, an der Randschicht kühlt der Kunststoff durch die Kavität schneller ab, im Kern gibts noch eine flüssige Füllung wie bei einem Krapfen. D. h. unterschiedliche Wandstärken und unterschiedliche Kühlungsverhältnisse der Kavität werden unterschiedliche Abkühlungskurven bedeuten.
Ich denke daher, dass man ein Modell finden muss, dass das Materialverhalten von diesem halbfesten bis zum festen Zustand beschreiben kann (Viskoplastizität, Kriechen...), wobei es nicht so ganz einfach werden dürfte, die Materialparameter für den halbfesten Zustand zu kriegen.
Dazu kommt noch die Faserorientierung. Wenn man die Nichtlinearität im Materialverhalten kombinieren will mit der Faserorientierung, kommt man an einer integrativen Simulation von Spritzgießsimulation mit Moldflow oder Moldex und der darauf folgenden FEM-Analyse mit Ansys an der Kopplung mittels Digimat nicht vorbei.

Um mal einen Fuß in die Tür zu bekommen würde ich folgendes machen:
Vereinfachtes Plastizitätsmodell (z. B. bilinear) temperaturabhängig, um mit wenigen Parametern E1,RP02,E2 = f(T) für z. B. 3-4 Temperaturen (das sind dann schon 9-12 Parameter) mal die grundlegenden Phänomene zu beschreiben. Dann Abgleich dieses Modells an einem einfachen Testfall (gespritzter Zugstab). Da wird man einiges messen und rechnen müssen um an Ende eine Parameteridentifikation zu machen. Dafür würde ich OptiSlang einsetzen. Anschliessend Faserorientierung mitnehmen (Digimat), dann Übertragung auf komplexeres Teil.

Gruss
Christof Gebhardt

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Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

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Vielen Dank für die bisherigen Antworten.

Nun habe ich eine neue Frage:
Bei uns an der Hochschule besteht die Möglichkeit mit Plastic Advise von ProE Spritzgußvorgänge zu simulieren. Allerdings bin ich mir nicht ganz sicher ob dadurch thermisch induzierte Eigenspannungen sichtbar gemacht werden.

Moldflow besitzt die Hochschule leider nicht.

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