簡介

本文將教導使用者如何利用Digimat來建立纖維強化塑料的材料模型。解釋多尺度建模背后的概念，并說明如何操作 Moldex3D Digimat-MS 。

摘要 (Overview)

本文的目的是利用 Moldex3D Digimat-MS 與結構分析軟件，進行一產品受外力下的應力與變形的分析。此產品是彈塑性的玻璃纖維復合材料。 我們會藉由Digimat-MS來說明從Digimat到結構分析軟件的整個分析流程。本文中所示范的流程，包括如何選取所需要的材料性質，以及如何將模流分析中所得到的纖維排向，映像到結構分析模型。在 Digimat 中，材料性質可從 實驗數據、材料供貨商 或 Digimat-MX 中建立取得。在本文中，我們將從 Digimat-MX 中獲得材料性質。

Digimat-MS 的分析，可以由 3 個簡單的步驟來達成：

1.設定結構分析模型。

2.從 Digimat 中，建立結構分析所需的材料性質。

3.由 Moldex3D 取得射出成型制程的纖維排向。

必要的資料

使用 Digimat-MS 之前，必須要有下列的數據：

?模流分析的網格信息與纖維排向的張量分布

?此案例的有限元素模型，且已經設定靜力或動力分析方法，等向性材料性質，以及邊界條件。

什么是Digimat-MS

Digimat-MS 是一個非常強大的整合軟件，能夠消除不同物理場問題，在模擬分析過程中的阻礙。例如，將模流分析的結果傳遞給結構分析模型，讓用戶再進行顯式或隱式的結構分析。簡言之， Digimat-MS 在導入射出成型制程所引起的材料的微觀效應后，使得多尺度材料與結構分析，成為一種具有整合性、精確且有效率的方法。

什么是Digimat-MX

Digimat-MX 是一種纖維復合材料的數據庫，它提供了用戶取得各種實驗數據的管道。這個材料數據庫還可以從實驗數據逆向求得一近似曲線與函數，讓求解器能夠利用該材料進行數值計算。Digimat-MX 也幫助了其他相關者與公司內部人員，能夠分享這些數據。

操作流程 (Workflow)

開啟 Digimat-MS

1.開啟 Moldex3D Digimat-MS。

2.為了能夠順利由 Moldex3D Digimat-MS 執行結構分析，結構分析軟件的求解器的鏈接位置必須設定正確。如果這個鏈接路徑有誤的話，將無法執行結構分析，或無法打開已存在的分析結果。接下來，先確認這個部份。

a.點擊 Application menu ，然后再點擊 Settings manager。

以下窗口會顯示于屏幕上：

b.確認結構分析軟件的執行核心的鏈接位置是否正確，如果不是，可以由右邊的 Browse 或 Detect 來修正它。

3.我們也可以自行定義工作目錄的位置。

1. 加載結構模型(Load the Structural Model)

1.點擊 Load Model

2.打開 結構分析 模型。首先，先選擇此分析所使用的單位，此案例所使用的是 MPa 。

3.加載完成后，會出現 Model Summary ，顯示網格信息。

2. 定義Digimat 材料 (Define the Digimat Material)

1.點擊 Add Digimat Material 設定材料

這里提供 3 種定義材料性質的方式：

?From experimental data: Digimat-MS 提供材料逆推的功能，將實驗得到的應力應變數據匯入，即可得到材料性質。

?Digimat-MX database : 選擇 Digimat-MX ，會打開 Digimat-MX 的材料數據庫，里面有許多組材料模型，我們可以選擇符合的材料，并且加載 Digimat-MS 中。這些材料性質包括線彈性、塑性和熱塑性。

?Load material: 如果有已經建立好的材料檔(.daf/.mat)，可以由這個方式直接輸入。

在這個案例中，我們將從 Digimat-MX 的材料數據庫中輸入材料性質。

2.點擊 Import material from MX

3.選擇要輸入到 Digimat-MS 的材料性質，此處示范透過 FILTER 尋找含有 40%玻璃纖維的 PA6

a.在左側 FILTER 中點擊 Matrix 的下拉選單并點選 PA6 ，點擊 Filler 的下拉選單并點選 GF，Filler content(%) 輸入 40 并選擇 Mass，搜尋含有 40%玻璃纖維的PA6 復合材料。

b.左鍵點選 HxGN_GENERIC_PA6_GF40 ，然后右鍵點擊它，出現下拉式選單，選擇 Show Digimat Analysis File(s)。

c.選擇 溫度23°C 與 濕度50% 的塑性基材模型。

d.右鍵點擊和選擇 View File 來檢示材料性質。

e.右鍵點擊和選擇 Plot 來顯示材料曲線。

f.從 Digimat Analysis file， 右鍵點擊要輸出的材料，點選 Export and Quit 來輸出材料性質。關閉 Digimat-MX ，回到 Digimat-MS 的界面。

Digimat material 窗口中所顯示的內容主要分成 2 部份：窗口的上部份包括所使用的纖維復合材料的材料性質；窗口的下部份則顯示出 纖維復合材料應力-應變曲線 ，包括 橫向纖維排向，緃向纖維排向，2維-隨機纖維排向，3維-隨機纖維排向。