Digimat-MS的案例
Moldex3D模流分析之Digimat-MS
為什么使用Moldex3D Digimat-MS?
增強塑料目前已被廣泛應用于許多行業，其特色為在略為增加重量下即可強化產品的強度。而開發商面臨的挑戰是如何預測由復合材料所制成之產品其設計質量，因為在成型過程中因流動所造成之纖維排向對機械性能有很大的影響。 Moldex3D Digimat-MS是一種用于增強塑料的簡單高效且高精度的解決方案，可幫助用戶正確設計纖維增強塑料部件。 用戶可以快速獲得準確的增強塑料材料模型，并應用于FEA模型進行結構分析。
Moldex3D Digimat-MS提供易于使用的接口，集成制造過程和機械行為，為用戶縮短學習曲線，并通過準確的纖維增強塑料零件材料模型快速預測設計質量。
Moldex3D 解決方案
? 為增強塑料提供綜合解決方案
? 彌合注塑成型和塑料件非線性FEA之間的差距
? 提供易于使用的界面，縮短學習曲線
? 建立更準確的復合材料模型
? 支援彈性、彈塑性、熱彈性、熱彈性塑料模型
? 用戶可自行定義的復合材料破壞標準
? 提升更多的結構分析的可能性
應用產業
? 材料供貨商
? 電子
? 汽車
? 航空航天
? 醫療
? 消費品
展開 Moldex3D模流分析之利用Digimat來建立纖維強化塑料
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。
展開 Moldex3D模流分析之載入結構模型、定義Digimat材料
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。
展開 Moldex3D模流分析之定義Digimat 材料
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。
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。
展開 
Moldex3D仿真分析之Fiber orientation纖維配向
Digimat-MS支持使用者輸入已經完成映像的纖維配向數據，或用戶可在Digimat-MS中可將射出成型的結果映像到結構分析的模型上。此處示范在Digimat-MS中映像射出成型結果至結構網格的流程。
1.加載射出成型模型
a)點擊 Define manufacturing data
b)選擇成型條件數據源，點選 From simulation results 輸入射出成型網格上的分析結果
c)在 Manufacturing mesh 字段選擇射出成型的網格檔案
2.載入纖維排向
a)在 Fiber orientation 字段選擇 Moldex3D 的纖維配向結果
b)點擊 Load data 匯入檔案
c)切換至 Mesh visualization 查看匯入的結果
3.在左側窗口的樹形圖中，點擊 Map fields 開啟 Field Mapping 窗口
a)選擇 Automatic 的對位方式
b)點擊 Apply 查看對位結果
c)點擊 Map
4. 首先，會先進行兩種模型的幾何與網格的進行映射。接著，再將纖維排向從模流網格映像到結構網格。一旦映像完成后，網格與纖維排向數據將自動轉移到結構模型。
5.點擊窗口下方 纖維配向選單，可以檢視各方向上，結構模型的纖維排向的張量分布。
展開 Moldex3D模流分析之輸入塑膠成型制程的資料
Digimat-MS支持使用者輸入已經完成映像的纖維配向數據，或用戶可在Digimat-MS中可將射出成型的結果映像到結構分析的模型上。此處示范在Digimat-MS中映像射出成型結果至結構網格的流程。
1.加載射出成型模型
a)點擊 Define manufacturing data
b)選擇成型條件數據源，點選 From simulation results 輸入射出成型網格上的分析結果
c)在 Manufacturing mesh 字段選擇射出成型的網格檔案
2.載入纖維排向
a)在 Fiber orientation 字段選擇 Moldex3D 的纖維配向結果
b)點擊 Load data 匯入檔案
c)切換至 Mesh visualization 查看匯入的結果
3.在左側窗口的樹形圖中，點擊 Map fields 開啟 Field Mapping 窗口
a)選擇 Automatic 的對位方式
b)點擊 Apply 查看對位結果
c)點擊 Map
4. 首先，會先進行兩種模型的幾何與網格的進行映射。接著，再將纖維排向從模流網格映像到結構網格。一旦映像完成后，網格與纖維排向數據將自動轉移到結構模型。
5.點擊窗口下方 纖維配向選單，可以檢視各方向上，結構模型的纖維排向的張量分布。
展開 Moldex3D模流分析之Marc
Digimat 在分析過程中會考慮各種材料屬性，以下是 Marc 中不同屬性材料的X方向變形結果，并對每個范例的材料性質差異進行說明。
上述練習中，使用的原始材料模型使用PA6基材，并添加30%玻璃纖維填充物，使用J2塑性材料模型
改變材料基材：
將基材改為PPA取代原本PA6，并添加30%玻璃纖維填充物，使用J2塑性材料模型，分析結果如下：
改變材料模型：
使用PA6基材，并添加30%玻璃纖維填充物，使用熱彈性材料模型取代J2塑性材料模型，分析結果如下：
改變填料濃度：
使用PA6基材，并將玻璃纖維填充物濃度由30%提升至50%，使用J2塑性材料模型，分析結果如下：
透過更改材料來查看分析結果的變化，可以輕松比較不同模型或材料類型。 透過更改濕度或溫度，或在 Digimat-MS 的Solution Setting窗口中進一步自定義分析參數，可以看到其他變化。 Marc Mentat 還允許繪制多種行為或結果，以便可以根據情況以特定方式對結果進行后處理。
展開 設計仿真 | Simufact Welding焊接工藝-結構一體化仿真分析方案
?Digimat工具軟件
Digimat是一款多尺度復合材料性能預測軟件，能夠幫助用戶在材料微觀結構，制造工藝和宏觀結構性能等方面進行預測和分析，從而幫助用戶加快復合材料部件的研發流程。
圖3. 多尺度復合材料仿真平臺Digimat
Digimat提供兩種應用模式：工具和解決方案。工具模塊是Digimat的核心功能，它們既可以獨立運行，也可以作為解決方案的一部分（部分功能）發揮作用。解決方案是針對特定應用領域或行業的一體化解決方案，這些方案采用Step-by-Step設置模式，方便用戶快捷地完成各步驟的設置和仿真分析。例如本文用到的工藝結果映射工具模塊Digimat-MAP和有限元聯合仿真分析模塊Digimat-CAE，就集成在解決方案Digimat-MS里面，而Digimat-MS則是多尺度耦合分析集成解決方案，該方案將工藝分析與結構分析集成，通過將工藝分析結果映射至結構分析模型，完成后續的結構分析。
?MSC Nastran工具軟件
MSC Nastran是一款高度可靠性結構有限元分析軟件，擁有眾多領先的求解功能，尤其在動力學方面，可以快速的得到準確的分析結果。MSC Nastran具有多學科分析，可為用戶提供針對各種工程問題的一體化結構分析解決方案。MSC Nastran能夠有效解決各類大型復雜結構的強度、剛度、屈曲、模態、動力學、熱力學、非線性、聲學、流體-結構耦合、氣動彈性、超單元、結構疲勞、慣性釋放及結構優化等問題。
圖4. MSC Nastran多用途有限元分析程序
PART.02
焊接工藝-結構一體化仿真工作流程
為了考慮焊接工藝對焊接結構強度的影響，本文給出一種焊接工藝-結構一體化仿真分析的工作流程。
展開 Moldex3D模流分析之結構耦合分析
第三部分，記錄 Digimat 的執行狀況。
注意：當分析工作開始執行后，Moldex3D Digimat-MS 可立即用于另一偶合分析的設定，不影響正在運行的分析。
3.當分析完成后，會出現下列窗口，點擊 Yes 后，會開啟結構分析軟件，可以檢視分析結果。
4.另一種方式是，右鍵點擊上方的狀況列的任何一個位置，選擇 View results 或 Open working directory 來檢視分析結果。
Moldex3D模流分析之點擊Submit開始進行分析
第三部分，記錄 Digimat 的執行狀況。
注意：當分析工作開始執行后，Moldex3D Digimat-MS 可立即用于另一偶合分析的設定，不影響正在運行的分析。
3.當分析完成后，會出現下列窗口，點擊 Yes 后，會開啟結構分析軟件，可以檢視分析結果。
4.另一種方式是，右鍵點擊上方的狀況列的任何一個位置，選擇 View results 或 Open working directory 來檢視分析結果。
Moldex3D模流分析之Digimat Output Examples
Digimat 在分析過程中會考慮各種材料屬性，以下是 Marc 中不同屬性材料的X方向變形結果，并對每個范例的材料性質差異進行說明。
上述練習中，使用的原始材料模型使用PA6基材，并添加30%玻璃纖維填充物，使用J2塑性材料模型
改變材料基材：
將基材改為PPA取代原本PA6，并添加30%玻璃纖維填充物，使用J2塑性材料模型，分析結果如下：
改變材料模型：
使用PA6基材，并添加30%玻璃纖維填充物，使用熱彈性材料模型取代J2塑性材料模型，分析結果如下：
改變填料濃度：
使用PA6基材，并將玻璃纖維填充物濃度由30%提升至50%，使用J2塑性材料模型，分析結果如下：
透過更改材料來查看分析結果的變化，可以輕松比較不同模型或材料類型。 透過更改濕度或溫度，或在 Digimat-MS 的Solution Setting窗口中進一步自定義分析參數，可以看到其他變化。 Marc Mentat 還允許繪制多種行為或結果，以便可以根據情況以特定方式對結果進行后處理。
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