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Digimat 是由 e-Xstream engineering（現(xiàn)歸屬 Hexagon Manufacturing Intelligence）開發(fā)的專業(yè)復(fù)合材料多尺度建模與仿真平臺(tái)。它采用獨(dú)特的多尺度方法學(xué)框架，實(shí)現(xiàn)了從微觀纖維 / 基體界面到宏觀結(jié)構(gòu)性能的跨尺度預(yù)測(cè)。其強(qiáng)大功能體現(xiàn)在多個(gè)方面。

軟件概述與技術(shù)架構(gòu)Digimat是由e-Xstream engineering（現(xiàn)歸屬Hexagon Manufacturing Intelligence）開發(fā)的專業(yè)復(fù)合材料多尺度建模與仿真平臺(tái)。作為當(dāng)前復(fù)合材料仿真領(lǐng)域的標(biāo)桿軟件，Digimat采用獨(dú)特的多尺度方法學(xué)框架，實(shí)現(xiàn)了從微觀纖維/基體界面到宏觀結(jié)構(gòu)性能的跨尺度預(yù)測(cè)。

海克斯康工業(yè)軟件Digimat復(fù)合材料多尺度分析建模平臺(tái)能夠幫助用戶完成多種復(fù)合材料復(fù)雜工程分析，強(qiáng)度非線性失效分析、蠕變、疲勞、沖擊（考慮應(yīng)變率效應(yīng)）、NVH（頻率依賴）等，支持的復(fù)合材料類型包括：連續(xù)纖維（CFRP）、長(zhǎng)&短纖維（SFRP）、纖維編織、針刺、晶須、顆粒、片層等增強(qiáng)相和包括樹脂基、金屬基、碳碳和陶瓷基在內(nèi)的多類基體材料。

多尺度材料建模能力支持連續(xù)纖維、短切纖維、顆粒、泡沫……10 x ICME解決方案-虛擬材料開發(fā)-虛擬材料測(cè)試-材料生命周期管理-材料交換-符合性和持續(xù)性-工藝影響-CAE精確建模-增材制造-材料智能化(AI)-數(shù)字連續(xù)性&(材料)孿生Digimat功能介紹1.

此外，在多尺度模型中將能考慮更多獨(dú)特材料特性：? 對(duì)應(yīng)于微結(jié)構(gòu)形態(tài)之非等向性? 對(duì)應(yīng)于微結(jié)構(gòu)形態(tài)之非均勻性? 非線性，彈塑性? 疲勞? 破壞? 應(yīng)變速率相關(guān)，粘彈性挑戰(zhàn)? 如何獲得由成型過程引起的各種材料性質(zhì)，如縫合線、纖維排向及殘余應(yīng)力等? 如何轉(zhuǎn)移部件的材料性質(zhì)變化以用于FEA應(yīng)用? 對(duì)進(jìn)階成型工藝如MuCell?的評(píng)估，以及它如何影響零件結(jié)構(gòu)性能

Digimat是一款專注于多尺度復(fù)合材料非線性材料本構(gòu)預(yù)測(cè)和材料建模的商用軟件包。Digimat能夠幫助用戶預(yù)測(cè)多相材料的宏觀性能，支持的材料范圍涉及包含連續(xù)纖維、長(zhǎng)纖維、短纖維、纖維編織、晶須、顆粒、片層等所有增強(qiáng)相和包括樹脂基、金屬基和陶瓷基在內(nèi)的多類基體材料。廣泛的軟件接口可以為幾乎所有的主流有限元程序提供材料模型或進(jìn)行多尺度的耦合分析。

有關(guān)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(fù)合材料模型的功能。若與結(jié)構(gòu)分析軟件搭配運(yùn)用，則可解決復(fù)雜的非線性多尺度有限元素問題。

簡(jiǎn)言之， Digimat-MS 在導(dǎo)入射出成型制程所引起的材料的微觀效應(yīng)后，使得多尺度材料與結(jié)構(gòu)分析，成為一種具有整合性、精確且有效率的方法。什么是Digimat-MXDigimat-MX 是一種纖維復(fù)合材料的數(shù)據(jù)庫(kù)，它提供了用戶取得各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的管道。這個(gè)材料數(shù)據(jù)庫(kù)還可以從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)逆向求得一近似曲線與函數(shù)，讓求解器能夠利用該材料進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。

DMN可以通過離線訓(xùn)練學(xué)習(xí)隱藏在材料代表性體積單元（RVE）中的微尺度材料物理規(guī)律，經(jīng)過訓(xùn)練的DMN模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)復(fù)合材料的非線性力學(xué)行為，并且其計(jì)算速度比傳統(tǒng)多尺度有限元模型快多個(gè)數(shù)量級(jí)。通過對(duì)不同纖維分布的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)，在通用非線性有限元分析軟件LS-DYNA內(nèi)創(chuàng)建了一個(gè)可模擬預(yù)測(cè)各種短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的DMN數(shù)據(jù)庫(kù)。

簡(jiǎn)介本文將教導(dǎo)使用者如何利用Digimat來建立纖維強(qiáng)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(jié)構(gòu)分析軟件，進(jìn)行一產(chǎn)品受外力下的應(yīng)力與變形的分析。此產(chǎn)品是彈塑性的玻璃纖維復(fù)合材料。

五、總結(jié)與發(fā)展趨勢(shì) 算法趨勢(shì)：從傳統(tǒng)有限元→多尺度建模→AI輔助復(fù)合材料設(shè)計(jì)。

此外，在多尺度模型中將能考慮更多獨(dú)特材料特性：? 對(duì)應(yīng)于微結(jié)構(gòu)形態(tài)之非等向性? 對(duì)應(yīng)于微結(jié)構(gòu)形態(tài)之非均勻性? 非線性，彈塑性? 疲勞? 破壞? 應(yīng)變速率相關(guān)，粘彈性挑戰(zhàn)? 如何獲得由成型過程引起的各種材料性質(zhì)，如縫合線、纖維排向及殘余應(yīng)力等? 如何轉(zhuǎn)移部件的材料性質(zhì)變化以用于FEA應(yīng)用? 對(duì)進(jìn)階成型工藝如MuCell?的評(píng)估，以及它如何影響零件結(jié)構(gòu)性能

在此背景下，Digimat 作為專業(yè)的復(fù)合材料多尺度分析平臺(tái)，通過整合多尺度材料 & 逆向建模、材料數(shù)據(jù)庫(kù)、工藝結(jié)果映射及結(jié)構(gòu)多尺度耦合分析、A- &B - 許用值虛擬計(jì)算等功能，為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的精確分析與優(yōu)化提供了完善解決方案。針對(duì) CFRP 結(jié)構(gòu)的疲勞難題，Digimat 專門開發(fā)了多尺度疲勞模型，該模型可與通用 CAE 軟件深度結(jié)合，構(gòu)建起 CFRP 結(jié)構(gòu)疲勞分析的完整流程。

、材料非線性、邊界條件、接觸的定義方法，了解不同迭代方法的適應(yīng)性和非線性收斂性設(shè)置，掌握Marc的常規(guī)問題分析流程及多次作業(yè)連續(xù)分析方法，并完成部分典型實(shí)例操作。

簡(jiǎn)言之， Digimat-RP在導(dǎo)入射出成型制程所引起的材料的微觀效應(yīng)后，使得多尺度材料與結(jié)構(gòu)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(fù)合材料的數(shù)據(jù)庫(kù)，它提供了用戶取得各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的管道。這個(gè)材料數(shù)據(jù)庫(kù)還可以從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)逆向求得一近似曲線與函數(shù)，讓求解器能夠利用該材料進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。

Digimat是一個(gè)使用微觀力學(xué)的多尺度材料建模平臺(tái)，用于復(fù)合材料的高效建模。</p><p><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Digimat是一款多尺度復(fù)合材料性能預(yù)測(cè)商業(yè)軟件，能夠幫助用戶在材料微觀結(jié)構(gòu)，制造工藝和宏觀結(jié)構(gòu)性能等方面進(jìn)行高精度預(yù)測(cè)和分析。

DMN可以通過離線訓(xùn)練學(xué)習(xí)隱藏在材料代表性體積單元（RVE）中的微尺度材料物理規(guī)律，經(jīng)過訓(xùn)練的DMN模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)復(fù)合材料的非線性力學(xué)行為，并且其計(jì)算速度比傳統(tǒng)多尺度有限元模型快多個(gè)數(shù)量級(jí)。通過對(duì)不同纖維分布的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)，在通用非線性有限元分析軟件LS-DYNA內(nèi)創(chuàng)建了一個(gè)可模擬預(yù)測(cè)各種短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的DMN數(shù)據(jù)庫(kù)。

01介 紹DigimatDigimat是海克斯康旗下一款專注于多尺度復(fù)合材料非線性材料本構(gòu)預(yù)測(cè)和材料建模的商用軟件包。Digimat能夠幫助用戶預(yù)測(cè)多相材料的宏觀性能，支持的材料范圍涉及包含連續(xù)纖維、長(zhǎng)纖維、短纖維、纖維編織、晶須、顆粒、片層等所有增強(qiáng)相和包括樹脂基、金屬基和陶瓷基在內(nèi)的多類基體材料。廣泛的軟件接口可以為幾乎所有的主流有限元程序提供材料模型或進(jìn)行多尺度的耦合分析。

博世公司為了準(zhǔn)確描述SFRP材料產(chǎn)品的性能，使用到海克斯康旗下的復(fù)合材料多尺度仿真平臺(tái)Digimat，對(duì)SFRP材料進(jìn)行非線性本構(gòu)建模以及注塑工藝結(jié)果映射，從而實(shí)現(xiàn)了針對(duì)產(chǎn)品性能的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。另一方面，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造過程是確定性設(shè)計(jì)，認(rèn)為所有的輸入?yún)?shù)都是固定值；然而實(shí)際情況是產(chǎn)品在制造生產(chǎn)過程中存在多種不確定性，例如SFRP材料含量的波動(dòng)。