“Radici集團(tuán)的高性能聚合物公司使用Digimat和Marc，根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)、拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)和微觀力學(xué)建模對(duì)材料卡進(jìn)行逆向工程。”

背  景

Radici集團(tuán)的高性能聚合物公司提供力學(xué)回收的工程聚合物。由于開發(fā)用于高端應(yīng)用的再生聚合物是一項(xiàng)有挑戰(zhàn)的工作，Radici集團(tuán)的高性能聚合物公司借助于?？怂箍?/a>工業(yè)軟件Digimat和Marc軟件，提出一種先進(jìn)的材料性能預(yù)測(cè)方法，以便讓客戶相信其生產(chǎn)的可持續(xù)利用材料能夠滿足客戶的應(yīng)用要求。

Radici集團(tuán)的高性能聚合物公司已經(jīng)驗(yàn)證了三種可回收產(chǎn)品。一個(gè)是后工業(yè)可回收（PIRPIR）級(jí)別，兩個(gè)是后消費(fèi)可回收（PCRPCR）級(jí)別。這些產(chǎn)品源自于安全氣囊廢物和輪罩廢物。根據(jù)生命周期評(píng)估，使用回收工程材料相比于使用原始材料，二氧化碳排放減少了84%-88% 。

圖1：一種原始材料和三種回收級(jí)別的材料的拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

挑  戰(zhàn)

圖1 中的拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，可回收聚酰胺6.6 在材料開發(fā)和商業(yè)化方面面臨挑戰(zhàn)。三種可回收聚合物，即PIR GF030/1K 、具有報(bào)廢安全氣囊的PCR PA6.6 GF30 以及具有回收輪罩的PCRPA6.6 GFMD3015GFMD3015，和原始材料進(jìn)行了對(duì)比。

解決方案

Radici集團(tuán)的高性能聚合物公司使用Digimat和Marc，根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)、拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)和微觀力學(xué)建模對(duì)材料卡進(jìn)行逆向工程?；厥者^(guò)程中的額外加工步驟使微觀結(jié)構(gòu)成為影響回收工程聚合物材料性能的關(guān)鍵因素。受研磨和復(fù)合影響的纖維長(zhǎng)度分布可準(zhǔn)確地記錄在Digimat 材料卡中。

圖2：用于三種可回收等級(jí)的Digimat 逆向工程材料卡片的驗(yàn)證

結(jié)果和價(jià)值

通過(guò)圖2中令人信服的驗(yàn)證結(jié)果，Radici集團(tuán)的高性能聚合物公司在可調(diào)臺(tái)式執(zhí)行器外殼的誤用測(cè)試中使用了PCR等級(jí)材料和上述預(yù)測(cè)方法。在完全使用仿真預(yù)測(cè)的方法中，將PCR等級(jí)的材料與相應(yīng)原始等級(jí)材料進(jìn)行比較，展示了可回收工程聚合物的強(qiáng)度。

在圖3中，描述了預(yù)測(cè)方法的概述。將可調(diào)臺(tái)式執(zhí)行器外殼仿真模型與Digimat中的纖維取向分布相結(jié)合起來(lái)，生成兩個(gè)有限元分析模型在Marc中進(jìn)行分析。執(zhí)行器殼體在誤用測(cè)試時(shí)，電機(jī)在殼體上施加的最大扭矩為6Nm 。仿真預(yù)測(cè)結(jié)果表明，PCR級(jí)別的材料能夠承受上述程度的誤用。

圖3：比較原始級(jí)別（左）和后消費(fèi)回收級(jí)別（右）的預(yù)測(cè)結(jié)果

（?？怂箍倒I(yè)軟件）

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