懸垂模擬
關於懸垂
複合材料鋪層需透過變形貼合非高斯及雙曲曲面。Creo 使用運動學懸垂演算法為鋪層中所需的剪切變形建模,以使其貼合所需形狀。鋪層中的剪切變形有助於瞭解鋪層的生產能力。此演算法還可產生鋪層平坦模式。鋪層平坦陣列提供處於展平狀態的鋪層形狀,這對於實際切削鋪層織物非常有用。
運動學懸垂模型需要初始條件約束來標識特定案例的唯一解決方案。初始條件約束由種子點和分別代表經紗纖維和緯紗纖維的兩個方向組成,這兩個方向必須經過該種子點。
種子點是鋪層與模具或基礎鋪層之間的第一個接觸點。固定經紗纖維和固定緯紗纖維均經過種子點。固定經紗纖維的方向相對於鋪層捲動方向定義。此方向指定了懸垂方向。固定緯紗纖維的方向以固定經紗纖維方向的 90° 開始。
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雖然最佳作法是將固定經紗和固定緯紗纖維方向與物理纖維的方向對齊,但它們不一定需要對齊。
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您可以將懸垂角度位移套用至鋪層捲動方向來變更懸垂方向。漁網的固定經紗和固定緯紗纖維提供平滑處理鋪層的方向。它們會以邏輯方式將鋪層劃分為四個象限。每個象限都是獨立懸垂的。
• A - 固定經紗纖維
• B - 固定緯紗纖維
鋪層運動學懸垂建模流程包括計算懸垂點的位置及產生漁網。懸垂點是經紗和緯紗纖維的交叉點。它們必須位於模具曲面或欲懸垂的基礎鋪層上。漁網是懸垂點的網。只有已知經紗和緯紗方向鄰接垂懸點的位置,或已知經紗和緯紗方向兩先前鋪層點的位置時,才能確定懸垂點的位置。由於纖維不可延伸,因此鄰接懸垂點之間的距離為恒定值,這稱為步長。Creo 可靈活調整步長。
懸垂結果
剪切 - 展平鋪層在懸垂期間貼合所需形狀時,顯示平面內的剪切變形。鋪層的剪切能力取決於由警告和極限角度定義的鋪層微機械結構。下圖中的剪切角度為 90°-α1。
縱向和橫斷定向 - 鋪層發生變形時,顯示縱向和橫向的預測真實定向。由於漁網元素的整體旋轉,這些定向與剪切角度相關,但并不相同。
懸垂鋪層厚度 - 顯示鋪層厚度乘以所剪切漁網元素的面積與未變形方形元素面積之比的結果。與實際剪切變形的纖維角度偏差相比,厚度變更所導致的積層板內容差異通常微不足道。因此,在下游分析中通常不予考慮。下圖為剪切變形所導致鋪層形狀變更的範例。