目錄:海克斯康制造智能技術(青島)有限公司>>工業軟件>>CAE模擬仿真>> Digimat多尺度材料建模平臺

目前,主要的挑戰是從金屬材料向復合材料的轉變,以達到在設計環節顯著減輕重量的目的。然而,為了考慮到特殊的復合行為,需要一個特定的設計工具以模擬復合材料的性能。傳統的設計工具無法準確地描述復合材料局部的性能,因此對設計缺乏信心需要引入安全系數。Digimat提供了設計工具,通過對復合材料的局部性能準確描述,使用戶對復合材料產品有99%的信心。精確的材料建模可以減少“安全系數"——允許復合材料99%地發揮它們的潛力,限度地提高它們對金屬的競爭力,并進行產品的輕量化設計。Digimat與當前的有限元仿真軟件很好地集成在一起,能夠在制造工藝仿真與結構有限元之間建立橋梁。Digimat技術將整個價值鏈(材料供應商、一級供應商和原始設備制造商)連接在一起,并有助于:
? 研究和預測大量復合材料的混合性能
? 設計和制造具有創新性的高性能復合材料部件
? 將重量、成本和投放市場的時間降到
? 通過考慮制造過程,改進結構有限元分析的預測
? 減少材料測試和原型機制造
Digimat不僅提供軟件,還將完整的復合材料市場整合在一起,制造工藝和性能之間的差距。工程師可以通過Digimat對復合材料進行微觀和宏觀尺度的分析,預測它們的性能,并計算它們的力學、熱學和電學性能,用于各種后續的有限元分析。

Digimat-MF是基于平均場均質化模塊,能夠考慮下列參數定義材料的局部性能:
? 基體相和夾雜物相性能
? 復合材料微觀形貌(夾雜物重量、形狀和尺寸)
Digimat-MF是一款用戶友好的細觀力學材料建模軟件,用戶可以在樹狀數據結構的指導下,輸入材料的各相性能、微觀結構描述、加載情況以及由此產生的多相材料。

Digimat-FE用于為各種材料的微觀結構(塑料、橡膠、金屬、石墨、……)生成一種具逼真的代表性體積單元(RVE)。Digimat-FE通過描述復合材料的微觀結構及其組分的材料特性,來生成復合材料體代表性體積單元有限元模型。

Digimat-MX是一個復合材料模型數據庫,提供了存取不同應變率、溫度、壓力、輻射水平等條件下的實驗數據的功能。其中還包含基于實驗數據進行逆向后的Digimat材料文件。該軟件可促進相關人員之間的數據共享,或者只是在設計團隊內部的數據共享。Digimat-MX允許操作者通過簡單易用的參數識別和優化工具對整個材料范圍進行逆向工程。

Digimat-CAE可以與以下的制造工藝仿真軟件進行集成:
? 3D Timon
? Autodesk Moldflow Insight
? Moldex3D
? REM3D
? SigmaSoft
? Simulayt
Digimat-CAE也可以與下列結構有限元軟件集成,實現復合材料結構的多尺度耦合計算:
? MSC Nastran SOL400
? Marc
? Abaqus/CAE, Standard
? Explicit
? ANSYS Mechanical
? LS-DYNA, Implicit
? Explicit
? Optistruct
? PAM-CRASH
? RADIOSS
? SAMCEF-Mecano |

Digimat-MAP是一個三維映射軟件,用于將纖維方向、殘余應力和溫度從注塑網格映射到結構有限元網格上。Digimat-MAP已經集成在Digimat多尺度建模過程中。Digimat-MAP是一款精確的、高效的、魯棒性的和靈活的軟件工具,用于將不同注塑成型和結構分析網格之間傳遞纖維方向、殘余應力和溫度,最終用于Digimat-MF和有限元接口(ANSYS、LS-dyna、ABAQUS、PAM-Crash、SAMCEF),以進行的非線性多尺度分析。

Digimat-HC是一種用于蜂窩夾層板彎曲和面內剪切試驗建模的多尺度工具。它是一個完整、簡單、準確、靈活的軟件工具。Digimat-HC能夠考慮夾層板芯部和表面的微觀結構的影響:
? 對于蜂窩芯材,Digimat-HC可根據蜂窩單元的幾何形狀,求解出蜂窩芯材的均質化性能。
? 對于夾層板蒙皮也可以采用相同的方法。蒙皮是由若干層按一定順序,以一定的方向和厚度堆積而成。每一層都可以在宏觀或微觀層次上定義。在后一種情況下,Digimat-MF用于基于其微觀結構的描述來計算層的宏觀剛度特性。

Digimat-AM是增材制造的整體仿真鏈,將材料工程、工藝仿真和結構工程有機結合,將增材制造的效率和性能提升到一個新的水平。通過將多尺度材料建模技術應用于聚合物增材制造中(未填充和增強),Digimat虛擬材料的合成和表征是開發新材料的關鍵。用戶可以顯著地減少物理測試,了解驅動材料性能的關鍵參數,并輕松創建新的材料系統,如輕量化點陣結構,從而為更創新的設計打開大門。為了使增材制造技術成功地過渡為標準生產技術,需要專用的的設計和工程工具。通過啟用制造部件的性能預測——從而優化設計,e-Xstream提出的集成仿真無疑是必須的。通過考慮打印方向和缺陷的影響,客戶現在能夠進行準確的結構分析,為塑料和復合材料零件的設計驗證帶來更多的信心。

Digimat-RP(“增強塑料")是一個以工藝過程為中心的解決方案,它使工程師能夠對增強塑料部件進行端到端模擬,以一種精簡、高保真和用戶友好的方式將其制造工藝與最終性能聯系起來。Digimat-RP在增強塑料建模方面擁有超過10年的專業經驗,采用易于使用的解決方案,滿足專家要求和非專家的期望。其直觀的界面和向導式工作流程,不需要培訓就可以很好地進行使用。
關鍵好處:
? 精度高,使用方便
? 多重性能(線性與非線性、隱式與顯式)
? 集成在CAE環境中(具有主流的CAE注塑/結構軟件的接口)
? 提供大量的增強塑料材料數據庫(Solvay/Rhodia, Sabic, Dupont, Ticona, EMS,…)
? 行業標準:由主要材料供應商,Tier1和OMEs使用和支持

Digimat-VA(“虛擬許用值")是一種有效的解決方案,它使工程師能夠在進入冗長的物理許用值測試之前,對材料的虛擬許用值進行比較。通過生成虛擬許用值,工程師現在可以進行并行于物理許用值測試的組件設計。
Digimat-VA是一種垂直的解決方案,是用計算的方法代替物理測試,以得到復合材料的性能(無槽口、開孔、填孔等),以篩選、選擇和計算復合材料的許用值。
關鍵好處:
? 只需幾次點擊即可定義測試矩陣
? 基于復合材料數據表創建多尺度材料模型
? 實現批次和工藝可變性建模
? 可以對推薦的CMH17程序之外進行探索
? 將測試矩陣轉換為有限元分析,以獲得虛擬的許用值