Skip to Main Content

      

ANSYS BLOG

March 4, 2022

當我們黏在一起:3M 和 Ansys 培訓工程師模擬黏合劑

黏合劑已是我們現代生活中,不可或缺的一部分,而黏合劑的使用在汽車行業中最為顯著。 最初在 1950 年代用於安裝面板框架和內飾護板,最近應用在煞車系統和引擎蓋組件等關鍵領域的使用越來越多。發展至今,我們預期將在電動汽車的電動機、電池組和線束看見更多黏合劑的應用。

相似於汽車行業,各產業嚴格的環境與安全標準,使市場上對高強度且符合永續精神的組件需求與日俱增,這也導致黏合劑在航太產業中的使用越來越廣泛。黏合劑的多用途性也使其在醫療行業中,被廣泛用於繃帶和外科手術(如植入物),以及在電子行業中用於黏合各種印刷電路板 (PCB) 組件。在各產業中許多新的應用,都是透過 3M 等公司不斷鑽研而產生的。 3M 的黏合劑廣泛應用於一般消費性產品、包裝及各種電子設備。

與縫合、鉚接、焊接或螺栓連接等其他緊固方式相比,黏著接點在黏合物件之間的負載分佈更均勻。這消除了鉚釘和面板孔周圍的應力集中,從而簡化了設計考量並延長了產品壽命。在多年的研究之下,現已成功開發出即使在惡劣環境條件下也能使用的黏合劑。

PSA 是什麼?

黏合劑得以普及化,須歸功於感壓膠 (PSA) 的發展與創新。PSA 是一種無反應性膠帶,可黏合塑料和鋁等不同性質的組件。我們在家裡和學校中使用於藝術品和包裝的膠帶,就是一個很好的 PSA 例子。PSA 將物體固定在一起的機制,與壁虎能夠服貼於光滑的玻璃面上的原理相同─ ─兩者皆基於相同的原子力。我們於先前的部落格文章中「黏性的科學與原理」和一篇 Nature 雜誌中的評論文章中,討論了極度柔軟的材料(例如 PSA 中使用的材料)的黏合與剝離過程的複雜性。
 

為什麼黏合劑如此難以模擬

工程師在設計以黏合劑黏合組件時,應該了解黏合劑在現實情況下的反應行為,以便進行準確的建模和設計。黏著接點的失效可能因多種原因觸發,包括黏合層的脫離或破裂。黏合劑強度有限,它們的黏合力取決於不同的負載下,接點分離或剝離的反映。使用 Ansys LS-DYNA 的工程師,可取得黏合接頭強度的相關資訊,以準確預測汽車在翻覆的情況下所導致的黏合接頭失效,從而提升汽車的安全性。 Ansys Mechanical 中的噪音、振動及粗糙度 (NVH) 分析,可以將以泡沫為基材製成的PSA 降噪特性納入考量,從而實現更安靜、更愉快的乘坐感受。

Bonded part: Stress is distributed across the area of the bond.

Bolted part: Stress is concentrated around the hole/bolt.

Stress distribution in a butt joint loaded in tension.

3M 與 Ansys 攜手合作,提供精準的黏合劑建模


仿真模型的建立對於設計和開發使用黏著接點的組件至關重要。 3M 與 Ansys 聯手透過 Ansys 學習中心 (ALH) 提供進階模擬課程,以培訓下一代工程師更進一步學習黏合劑與其模擬技術。工程師將受益於來自 3M 資深的研究學與Ansys 的 FEM 建模專家,獲得在膠帶和結構黏合劑建模、優化黏合劑和接頭設計方面的專業知識,以達成減少浪費和提高生產效率的目標。

課程內含括:

  • 使用 3M 膠帶和黏合劑進行設計
  • 介紹使用 Ansys 軟體對 3M 結構黏合劑進行建模
  • 介紹使用 Ansys 篹體對 3M 感壓黏合劑進行建模

用戶將深入了解如何正確使用模擬技術與方法,以準確建模和預測各種條件下黏著接點的反應行為,包括正常和極端負載下的性能表現─ ─例如發生車禍、電子設備的落摔測試與汽車和機器零件中的噪音或振動傳遞。對於正在尋找材料數據模型的 Ansys 用戶,3M 具備應用於商業膠帶和黏合劑產品的大型材料模型庫,可輕鬆整合至 Ansys 產品中。 欲了解欲了解更多有關這些材料數據卡 (MDC) 的消訊息,請點擊此處

請前往 Ansys 學習中心頁面,以註冊黏合劑建模與模擬的進階學習課程。

查看 Ansys 的服務與產品

立即聯絡我們

* = 必填欄位

感謝您聯絡我們!

We’re here to answer your questions and look forward to speaking with you. A member of our Ansys sales team will contact you shortly.

Footer Image