多重应力演示器制造技术

本发明专利技术涉及以下物品，该物品可用作多重应力演示器，特别是可以对不同类型的机械应力的模拟试验结果进行比较。此演示器是由塑料材料制成的单件物品，其包括肋状的中心梁和两个侧板。弯曲、拉伸、压缩和扭转试验可特别在此演示器上进行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多重应力演示器本专利技术涉及以下物品，该物品可用作多重应力演示器，特别是可以对不同类型的机械应力的模拟试验结果进行比较。此演示器是由塑料材料制成的单件物品，其包括肋状的中心梁和两个侧板。弯曲、拉伸、压缩和扭转试验可特别在此演示器上进行。现有技术塑料材料如热塑性、热固性或弹性体材料被广泛地用于制造各种物品，如特别是在许多
中的成型的和/或注塑的零件。这些物品在其各种用途中会受到损害，这是由于可以削弱所述物品的力学特性的外部应力，特别是机械应力。对于一定数目的应用这些问题可能会成为关键，如特别是值得注意地经受相当大热量的机动车辆领域中的部件。有许多有限元结构分析软件程序，如:来自Dassault的ABAQUS 、来自Ansys-1NC的 Ansys 、来自 Altair 的 Radioss 、来自 LSTC 的 LS-DYna 和来自 ESI 的 PamCrash ⑧。这些软件程序使之有可能通过采用有限元分析可以解决复杂的线性和非线性工程问题。具体来说，这些解决软件程序基于这些部件的网格来计算在该塑料部件上的应力状态。网格是一个连续的环境的空间离散化以及具有有限和明确定义的成比例的元素的几何模型。因此，使用这些软件程序来优化设计方法并且解决产品验证的问题，同时将成本最小化。对于包含添加剂和强化填充剂或增量填充剂填料的非同质塑料配方，因为没有考虑到将纤维方向的状态与实施注塑模制联系起来，这些软件程序会给出不准确的结果。此夕卜，他们没有适合于塑料材料及其配方的行为模型，该配方可包括各种填料和添加剂，从而使得能够描述与使用这种类型的材料相关联的物理行为。现在存在软件程序，如e-Xstream的Digimat :程序，其操作是用于参加与结构程序合作，以便共同作为解算器以提高有限元应力模拟操作。具体而言，这些软件程序包括首先源于塑料配方的两个信息集及其力学性能，如弹性、弹塑性、弹粘塑性、热弹性、疲劳行为；以及其次源于注塑模拟软件程序如Moldflow 、Moldex 、Sigma Soft⑧和REDM3D ,其是用于进行注塑塑料部件模拟，并根据注塑模制的参数确定一部分玻璃纤维的取向。这些软件程序将提供塑料部件的纤维的取向张量。因此，这种软件程序与配方上的数据之间的合作将提供一种改进的有限元应力状态的模拟。然而，迄今不可能完美地将这些模拟的结果与源自实验试验的具体观测相关联，因为没有完整的物品能做到这一点。具体而言，例如弯曲试验通常是在肋状梁上进行，而压缩、张力或拉伸试验是在标准或哑铃试样上进行的。因此，这些实验的结果不能与完成的和注塑的物品的模拟进行比较。也不可能通过使用不同的注塑点在这种类型的简单的试样上进行比较，以评估塑料基体中的纤维的行为，以及因此与这些注塑点相关联的机械行为。
技术实现思路
申请人:已开发出特别的注塑模制的物品，称为多重应力演示器。此物品可以特别专用，以便进行不同的机械应力如弯曲、拉伸、压缩和扭转试验。因此，从现在起，可使用单一的物品用于所有这些试验。此外，此物品具有足够的复杂性，使之有可能随注塑点的位置变化而对塑料基体中的纤维的行为和取向进行一定数量的研究。因此，这个工具成为比较实验结果与上面提到的各种模拟工具的优选的配对物。本专利技术涉及以下物品，特别是由通过注塑模制塑料配方制成的单件的多重应力演示器，并且包括:-椭圆形，肋状中心梁1，以及-两个肋状板2，这些板对称且垂直地放置在所述梁的端部；每个板包括至少两个通孔3。因此，这样的物品具有相对于中心梁对称结构的两个板，值得注意地是为了防止在机械压缩应力过程中的屈曲型变形。肋状梁的截面例如可以是T形、U形、I形或哑铃形。这些板可以具有各种形状，值得注意地是矩形或圆形。优选地，该梁上的板的支承面在其与梁的连接处具有锥形和曲线的形状；值得注意地是具有较大的曲率半径的连接区，例如大于30mm。优选地，该梁的截面具有哑铃形状并且这些板具有圆形形状。在这种情况下，在该梁上的板的支承面在其与梁的连接处具有锥形和曲线的形状；以便连接梁的矩形截面与板的圆形截面，以防止应力的集中。而且这样的形状使得能够将梁上的应力集中。该物品值得注意地是具有由位于相对于梁的支承面的面上的肋的网强化的板，使得端部比有效部分更具刚性。该物品具有用于附接的孔的最小数量是两个，以限制应力和防止负载不对称，值得注意地是在四个与十个之间的孔，更优选八个孔。应当指出，完全有可能在物品中添加一个或多个插入件，特别是金属或复合材料制成的插入件。在以下关于仅作为示例示出本专利技术的一个实施方案给出的附图的解释说明中，本专利技术将被更好地理解并且后者的其他目的、特征、细节和优点将变得更加明显，其中附图说明图1是根据本专利技术的物品的示意图，该物品包括肋状梁I和两个本身包括肋状物4的板2，所述板各自包括8个通孔3。梁的长度优选大于板的直径。值得注意地，梁长度与板的直径的比率在2与10之间是优选的。优选地，圆板具有相同的直径，在还更优选的方式中，两个圆板具有完全相同的形状。用于制造物品的注塑点可被放置在模具中的不同位置，例如，值得注意地是在板或在梁上。因此，一个或多个注塑点的位置使得有可能使玻璃纤维取向变化，并因此该物品的微观结构发生变化。特别地，该塑料材料可以是一种热塑性、热固性或弹性体材料。可以举出的热塑性材料是聚烯烃、聚酰胺和聚酯。塑料配方可以包括常规使用的强化填充剂或增量填充剂。有可能值得注意地列举出的强化纤维填料如玻璃纤维、碳纤维或有机纤维；非纤维填料如颗粒状、层状填料和/或可剥落或非可剥落纳米填料如氧化铝、炭黑、釉、磷酸锆、高岭土、碳酸钙、铜、硅藻、石墨、云母、二氧化硅、二氧化钛、沸石、滑石、硅灰石；聚合物填料如二甲基丙烯酸酯的颗粒、玻璃珠或玻璃粉末。塑料配方还可以包括通常使用的添加剂。因此，可以举出润滑齐U、阻燃剂、增塑剂、成核剂、催化剂、抗氧化剂、冲击增强剂、抗静电剂、着色剂、消光剂、成型添加剂或其他常规添加剂。这些填料或添加剂可以通过适用于每种填料或添加剂的常规方法加入到塑料中，如在塑料聚合物的聚合过程中或作为熔融的混合物，值得注意地是在挤出中。本专利技术还涉及根据本专利技术制成的物品作为多重应力演示器的用途；也就是说进行各种机械应力试验。这些试验可以通过使外部条件如光、温度、湿度或流体的存在变化来进行。这些试验是在
中众所周知的常规弯曲、拉伸、压缩和扭转试验。本专利技术还涉及用于优化塑料物品的结构分析的方法，包括至少以下步骤:a)在物品上，也就是说本专利技术的演示器上进行机械应力的实验测试；b)通过注塑模制和在步骤a)中的演示器的虚拟模型上的机械应力计算进行模拟转换；c)关联步骤a)和b)的结果，以改善有限元计算模型和材料行为的规律。步骤b)的计算可以使用前言部分中描述的结构分析软件程序进行。步骤c)的结果的比较是通过在本领域中的技术人员认为是必要的任何技术进行，包括以非穷尽的方式:比较力-位移、力-时间或位移-时间曲线，通过图像关联测量等观察形变场。在步骤c)中，以非穷尽的方式描述的该传授内容是介于计算和试验之间的差异，识别材料规律的优化参数，材料的选择的改进，成型方案的改进。作为一个例子并且为了优化模型和聚酰胺配方的压缩强度的行为规律，根据本专利技术的演示器被模制并在根据步骤a)确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.04 FR 10580121.一种通过注塑模制塑料配方制成的单件物品，并包括: -椭圆形肋状中心梁(1)，以及 -两个肋状板(2)，其被对称且垂直地放置在所述梁的端部，每个板包括至少两个通孔⑶。2.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，该肋状梁的截面是矩形、T形、U形、I形或哑铃形。3.根据权利要求1或2所述的物品，其特征在于，该板具有矩形或圆形的形状。4.根据权利要求1至3中任一项所述的物品，其特征在于，在该梁上的板的支承面在其与梁的连接处具有锥形和曲线的形状。5.根据权利要求1至4中任一项所述的物品，其特征在于，该梁的截面具有哑铃的形状，并且这些板是圆形的形状，以及在该梁上的板的支承面在其与该梁的连接处具有锥形和曲线的形状，以便连接该梁的矩形截面和该板的圆形截面。6.根据权利要求1至5中任一项所述的物品，其特征在于，这些板由位于相对于该梁的支承面的面上的肋的网所强化。7.根据权利要求1至6中任一项所述的物品，其特征在于，这些...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·穆兰热纳，G·罗贝尔，
申请(专利权)人：罗地亚经营管理公司，
类型：
国别省市：