Autodesk新产品改善复合材料分析结果
为什么要将纤维取向映射到结构网格上？ 如果用户的模拟没有考虑复合材料的制造，那么用户只完成了任务的一半。一个部件的纤维取向会对材料的强度和性能产生重大影响。忽略纤维的作用或假设一个随机的分布都会增加材料失效的风险。 Autodesk公司的Advanced Material Exchange允许用户直接将Moldflow中的纤维取向和零部件的特性数据映射到网格上。这种制造信息能够提高用户的FEA模拟的准确度。
“短纤维复合材料会对零部件的性能产生显著的影响，”Autodesk公司的产品线经理Doug Kenik警示道。“当熔融的材料注入到模具之中，由于存在多个注射部位或零部件轮廓，就会在两个注射前锋相遇的位置形成熔接线。这会在零部件中引起互相垂直和不连续的断裂，形成零部件的脆弱区。这种部件很可能在熔接线的位置处发生断裂或失效，因此需要对这一部位进行处理。” 许多FEA都假设随机的纤维取向。缺点是假设随机的分布会使零部件接近各向同性。事实上，纤维的取向会使零部件表现为各向异性。这样就会改变材料的属性和用户的模拟结果。 Advanced Material Exchange的工作流程 Advanced Material Exchange被正式命名为Sundance工程，它能够集成零部件上纤维的方向，并将这些信息附加于该零部件的网格上。Autodesk公司宣称，这样以来的模拟结果的数量级与以往不同。
不是那么幸运的是，合并结构的网格和来自Moldflow的网格并不是听起来那么简单。Moldflow模型倾向于优化设计零部件模型的翘曲、壁厚和纤维方向。这往往需要比较密集的网格。而结构的网格则倾向于研究零部件的疲劳、挠度、失效和应力。通常为了避免在FEA中出现非线性塑性响应，工程师们会选择较粗糙的网格。Advanced Material Exchange可以起到两者之间的桥梁的作用。 “该产品能同时容纳用于FEA的结构网格和用于Moldflow的网格，并评估两者之间映射的兼容性。通常，结构的网格是比较粗糙的，但是Advanced Material Exchange可以向用户展示哪儿的结构的网格对于纤维映射来说过于粗糙。如果该区域是工程师不怎么关心的区域，可以继续。然而，如果该区域是高应力区域，那么工程师就需要重新划分结构的网格，”Kenik说。
工作流程如下： ◆ 导入结构和Moldflow模型 ◆ 使用已知的材料数据计算材料模型的参数 ◆ 对齐模型方向 ◆ 评估网格映射的兼容性，如果需要重新划分网格 ◆ 将Moldflow的纤维方向数据映射到结构的网格上 ◆ 输出结构模型，并将其导入到Autodesk的FEA模拟软件 模拟软件使用Mori-Tanaka算法将复合材料的应变曲线转化至适用于模型和纤维的水平。“我们的映射过程非常准确和有效，几乎不会影响求解过程，”Kenik说。“使用非线性算法会更加准确，因为材料在不同的失效位置的特性是不同的。”
与许多其他的Autodesk产品一样，Advanced Material Exchange开始是Autodesk实验室开发的一款免费软件。期间，这款软件代号为Sundance工程。 Autodesk实验室允许用户对软件进行测试并评估其实际应用。该软件的使用可以是仅有临时服务的版本，或是Autodesk公司要发行的正式版。 “我们会继续其在Autodesk实验室中的测试，直到我们拥有足够的数据来商业化这项技术，”Kenik解释道。“这就允许我们继续创新和发现新的主意，而后在公开的市场上测试商业风险较小的产品。如果我们取得了该产品的市场许可证，我们就会将它发行。” 尽管如此，不必担心这项Autodesk实验室工程是否能形成利基市场。用户或许可以在应用软件库中的“现有产品”模块或“订阅可用”模块中找到它。
本文版权属研发埠所有，如需转载请注明出处！
|
