有關非線性多尺度材料建模軟件

Digimat, Converse及Ansys 等非線性多尺度材料建模軟件 (Nonlinear multi-scale material modeling software)，具備在微觀-宏觀層面建立復合材料模型的功能。若與結構分析軟件搭配運用，則可解決復雜的非線性多尺度有限元素問題。 由于此類型雙尺度模擬方法聯結并達成非線性材料建模軟件與結構軟件的協作，因此可精確計算復合材料不應被忽略的非線性效應。

微觀力學界面

Moldex3D > 非線性多尺度材料建模軟件 > FE 軟件

Moldex3D微觀力學接口（Micromechanics Interface）功能模塊是內建于 FEA 接口模塊中的進階功能，主要作用是在射出成形過程中提取纖維配向（fiber orientation）為各項材料數據，輸入非線性材料建模軟件，并取得最終在結構分析軟件如ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA、和 MARC中做進一步分析所必要的關鍵材料參數。下列是從 Moldex3D 輸出至非線性材料建模軟件時所支持的文件格式：

Digimat

?縫合線 (*.nwd) (Weld line)

?纖維配向 (*.o2d) (Fiber Orientation)

?應力分析模塊(*.s2d) (Stress)

?溫度(*.t2d) (Temperature)

?微細發泡射出成型模塊(*.n2d) (MuCell?)

Converse

?纖維配向(*.o2d) (Fiber Orientation)

Ansys

?縫合線 (*.nwd) (Weld line)

?纖維配向 (*.o2d) (Fiber Orientation)

?Stress (*.ist)

?Fiber Volume Fraction (*.fcd)

1. 如何從 Moldex3D FEA 接口模塊輸出微觀力學建模的結果數據 (How to Export Result Data for Micromechanics Modeling from Moldex3D FEA) Interface

執行 Moldex3D 分析以取得有纖維??配向（.o2d）的檔案。

為確保分析的準確度，在求解器準確性/效能選項 (Solver Accuracy/Performance Options) 上，建議將默認值設定為1。此處的數值設定若不是1，可能導致隨后的CAE分析失準。

在FEA 接口模塊選項 (FEA Interface Function Option) 頁簽中的微觀力學接口模塊(Micromechanics interface) 項目下選取適當選項，以輸出如纖維配向數據，縫合線數據等建模分析結果數據的檔案，然后單擊輸出 (Export) 即可儲存所選的檔案。

2. Moldex3D輸出 (Moldex3D Data)

Moldex3D可提供以下結果給Digimat-CAE計算：

?纖維排向輸出

?纖維排向輸出(Shell)

?殘余應力輸出

?溫度輸出

?微細發泡氣泡密度輸出

?縫合線輸出

纖維排向輸出 (Fiber Orientation for Solid Elements)

第一部分

結果檔在此部分提供生成纖維排向結果所需要的網格、材料以及成形參數相關信息。

第二部分

在此部分使用者可查看Moldex3D儲存于o2d文件內的訊息列表，具體列表內容如第三部分所示。第一行為元素編號，第二行是整合點編號，后面五行是不同方向的張量值，分別是：a11, a22, a12, a13和a23，a33值是由Digimat計算基于對角線元素的總和關系式而得(例如a33 = 1 – a11 – a22)，下圖為這7行的代表名稱。

第三部分

在此部分可得到每個元素的纖維排向結果，第一行為元素編號，第二行是整合點編號，后面五行是不同方向的張量值。

注：Moldex3D僅定義實體網格的射出結果檔(.o2d)

纖維排向輸出(Shell) (Fiber Orientation for Shell Elements)

Digimat的纖維方向結果是支持ele文件格式，薄殼元素在厚度方向被切分為等厚的層數，層數多寡可于Moldex3D內指定，層數最多可達63層。纖維方向張量值并非從每層的中央計算而得，而是從每層的接口間計算而得，因此對于具有n層的薄殼元素來說，會含有n+1個方向張量結果，每層的纖維張量結果會以特定的.ele.00y文件名儲存，此處y代表接口的數量，例如20層的薄殼元素會有從.ele.oo1到.ele.021個張量結果文件，每層接口的位置介于-1到+1之間，下圖是一個.ele文件的范例。

第一行是此接口的位置，第二行說明讀取的數據數量，第一個數字是元素數量，第二個數字是最大元素編號，從第四行到最后一行列出六個纖維方向張量值，分別為a11, a22, a33, a12, a13 and a23。

殘余應力輸出 (Residual Stress for Solid Elements)

Digimat的殘余應力結果是支持s2d文件格式，檔案內容的儲存方式如下：

開頭含有$符號的部分為一般批注訊息，應力結果呈現方式如下：第一行是元素編號，接下來的六行是殘余應力的張量結果，分別為：σ11, σ22, σ33, σ12, σ23和σ31。

溫度輸出 (Temperature for Solid Elements)

Digimat的溫度結果是支持t2d文件格式，檔案內容的儲存方式如下：

開頭含有$符號的部分為一般批注訊息，溫度結果呈現方式如下：第一行是元素編號，下一行為溫度結果。

微細發泡氣泡密度輸出 (Porosity for Solid Elements)

支持Digimat來輸出微細發泡后的空隙率的文件格式為m2d，其信息將被儲存并寫成如下：

緊接著基本信息（那些以$開頭的)，提供的是微細發泡結果：氣泡密度及氣泡大小。第一行提供的是網格元素編號(EID)，每個元素各有一筆數據及不同的數據來表示不均勻的材料性質。第二行則是氣泡密度，表元素中單位體積(cm^2)里所含有的氣泡數量。最后一行則是氣泡大小，表元素中氣泡直徑(mm)的平均值(氣泡在此被定義為球形)。利用兩個發泡參數，Digimat會計算對應的體積分率下之空隙率 并被利用在 Digimat-CAE之后的計算。

在Digimat-MAP中，孔隙率可以DOF格式經由映像功能輸出，同樣被應用在Digimat-CAE之后的分析。

縫合線輸出 (Weld Line for Solid Elements)

Digimat的縫合線結果是支持nwd文件格式，檔案內容的儲存方式如下：

開頭含有$符號的部分為一般批注訊息，縫合線信息以下列方式提供：第一行是出現縫合線的節點編號，第二行為該節點的縫合線角度。