Multiscale Designer

Description

軟體說明

多尺度材料建模是深入了解高級材料行為的有效方法。特別是對於複合材料,多尺度是一種公認的基本方法,可以準確有效地預測材料特性以用於結構模擬。

Multiscale Designer 與 Altair 的模擬分析產品完全集成,是一個綜合框架,用於針對從均勻各向同性到異質各向異性的所有材料行為開發具有高度預測性和計算效率的材料模型。Multiscale Designer 以最少的實驗數據要求減少了與開發高度預測材料模型相關的時間和成本。

Multiscale Designer 的材料模型可與標準行業求解器一起使用,以通過多尺度結構模擬改進高級材料設計的設計優化。為開發材料模型提供了定義明確的方法,包括連續纖維增強材料、單向和編織產品以及注塑成型材料、短纖維和長纖維增強產品。此外,還提供了一種對晶格結構進行建模的方法。

Multiscale Designer 的材料模型可用於最流行的商用求解器中的隱式和顯式分析,並支持不同平台上的硬體並行化。

Advantages

軟體優點

實用性

Multiscale Designer 採用系統化的模型降階技術,可將數以十萬計的有限元減少為數量可控的形變模式和狀態變數,從而減少複雜單元胞體的數量。 可自動選擇最優運動學特性(模式和狀態變數),以便針對所關注的量提供所需的準確性。

Multiscale Designer 配有一個可擴展的參數化單元胞體模型庫,這些模型由用於優化和隨機仿真的內置 CAD 工具和網格劃分工具自動生成。 當前的單元胞體模型參數庫包括:連續纖維、織物、短纖維和長纖維、有序粒子和隨機粒子微結構。 這消除了生成複雜單元胞體模型並將其與大規模 FEA 求解器相關聯的開銷。 除了單元胞體參數庫,在 Multiscale Designer 內還可以導入和/或生成使用者定義的整個單元胞體模型(CAD 和/或 FEA 網格)。

計算高效

傳統的針對多尺度材料分析的均勻化方法存在計算效率和計算精度無法同時滿足的問題, Multiscale Designer採用獨有的降階技術很好的解決了這個問題。Multiscale Designer先建立3D單胞模型,然後對單胞模型進行降階,通過對單胞模型進行一次計算得到單胞模型的宏觀各向異性線性和非線性材料參數,結合宏觀有限元素模擬時,每個元素的積分點會調用該材料參數進行剛性、應力的計算,無需重複求解單胞模型,很好的解決了計算效率及精度的問題。

高精度

Multiscale Designer在單胞模型中為基體和纖維賦予了特有的非線性材料,這些模型包含針對脆性材料,如玻璃纖維、碳纖維的損傷模型,針對延性基體的塑性模型、高級混合損傷模型等。這些材料模型通過大量的實驗驗證了其在單向加強型複合材料、編織型複合材料和短切纖維增強複合材料上的準確性。

通用性

Multiscale Designer 內建了具備宏觀有限元素求解器,內部建立了參數化的標準試件庫,包括純剪、純彎、V型缺口試件及無缺口試件等,可快速對這些標準試件進行多尺度模擬。Multiscale Designer 隨機性分析模組集成了蒙特卡羅方法、稀疏網格隨機分析方法,每個材料參數 可通過均值、方差、機率分佈類型定義一個機率密度函數,隨機分析的輸出為機率密度函數,通過這些機率密度函數 可直接計算A、B許用值。

Features

軟體功能

單一和多尺度材料模型

我們直觀的三步過程使您能夠開發具有高度預測性,計算效率高的單一或多尺度材料模型。借助最少的實驗數據,您可以創建從脆性和/或韌性均質各向同性到異質各向異性的材料。

參數單位像元庫和外部單位像元

使用內置的參數化單元格庫輕鬆創建連續,不連續,編織和顆粒產品形式的單元格。在任何預處理器中創建一個晶胞,然後使用OptiStruct(.fem),Abaqus(.inp)和Nastran(.bdf)格式導入Multiscale Designer。

虛擬測試實驗室

將任何多尺度或單一尺度的材料模型應用於結構模型參數庫中的國際ASTM / ISO測試樣本,以對定義的測試進行全面模擬。使用確定性或隨機材料模型獲得包括A和B基礎允許值在內的結果。

正向和反向材料模型開發工作流程

利用已知的組成材料屬性來計算均勻化的屬性(正向方法)。利用已知的均質材料來計算組成材料的特性(逆方法)。

材料數據庫–成分和多尺度

成分材料數據庫包括金屬(鐵和有色金屬),聚合物(熱塑性和熱固性)和纖維(芳綸,碳,玻璃等)的“典型”性能。多尺度材料數據庫具有針對NIAR NCAMP / AGATE驗證的多尺度材料模型。

多尺度結構模擬

包括結構模擬求解器的插件,使多尺度或單尺度材料模型可以在任何外部創建的模型上使用。同時支持Altair和第三方求解器的隱式和顯式解決方案。

確定性和隨機材料模型

使用確定性(均值響應)和隨機性(概率分佈函數響應,均值和標準差)材料模型說明現實世界中的變化。

注塑材料模型

提供了完整的方法,可開發用於各向異性增強注射成型和壓縮成型材料的結構模擬的高度預測和高效計算的材料模型。

物料模型開發即服務

Altair的專家可以與客戶和經認可的測試實驗室合作,開發出可用於工程模擬的材料模型。

改進複合設計流程

通過對材料表徵進行正確的測試,多尺度方法顯著提高了模擬的準確性。隨著對物理測試需求的減少,可以在更短的時間內生成更好的設計。

執行更可靠的複合模擬

利用我們完善的方法來執行可靠的複合材料模擬。一旦開發了多尺度材料模型,它在模擬中的應用就很簡單,不需要特定的多尺度專業知識。

為模擬獲取準確完整的材料數據

通過明確定義的過程獲得準確的多尺度材料模型。材料模型可用於通過 Altair OptiStruct™ 和 Altair Radioss™ 以及知名的第三方求解器進行隱式和顯式有限元分析。