Digimat

MSC Digimat

Das digitale Materiallabor schließt die Lücke zwischen Spritzguss und Strukturmechanik und berücksichtigt herstellungsprozessbedingte Einflüsse in Form von Faserorientierungen.

Der klassische Konstrutionsansatz von spritzgegossenen Bauteilen aus Kunststoff lässt den Herstellungsprozess außer Acht. Gerade bei partikel- oder kurzfaserverstärkten Composites beeinflusst die Herstellung und Produktion aber das spätere Verhalten. Der Herstellungsprozess kann die Mikrostruktur und damit auch das Verhalten unter Belastung ändern. Die unterschiedliche Orientierung der Partikel führt sowohl zu einer signifikanten Variation der lokalen Materialsteifigkeiten als auch zu anisotropem Verhalten. Aus diesem Grund muss eine realistische Simulation den Herstellungsprozess als Grundlage nehmen, die daraus resultierenden Eigenschaften auf Materialebene ableiten und diese dann auf die Bauteilebene übertragen. Die Softwarelösung Digimat kann genau das leisten.

Digimat ermöglicht es, den Spritzguss in der Strukturmechanik über eine anisotrop nichtlineare Materialbeschreibung zu berücksichtigen. Mit den virtuell spritzgegossenen Bauteilen können strukturmechanische Berechnungen unter Berücksichtigung der prozessabhängigen, lokalen Glasfaserorientierung durchgeführt werden. Digimat generiert Mikrostrukturen und erlaubt, diese in Finite Elemente (FE)-Solvern wie zum Beispiel MSC Nastran oder Marc im Detail zu untersuchen. Darüber hinaus bietet Digimat die Möglichkeit, Composites mittels Homogenisierungstechnologien im linearen und nichtlinearen Materialverhalten zu studieren und zu bewerten. So lassen sich aus der Simulation sowohl direkt auf der Mikroebene des Materials als auch für das makroskopische Verhalten auf Bauteilebene wertvolle Erkenntnisse gewinnen.

Digimat stellt Materialmodelle zur Verfügung, die das Verhalten von Werkstoffen auf Grundlage ihrer Mikrostruktur vorhersagen. Für jede gängige Werkstoff-Charakteristik steht eine Beschreibung zur Verfügung, egal ob es sich um einfache Elastoplastizität, Dehnratenabhängigkeit oder auch thermomechanisches Verhalten handelt. Typische Problemzonen wie Bindenähte können beschrieben werden. Aus dem Material resultierende Auswirkungen wie eine Erhöhung des Glasfaseranteils lassen sich nicht nur gezielt simulieren, sondern auch optimieren. Mit Digimat erfolgt eine Auswertung der FE-Ergebnisse nie unabhängig von der Lage der Glasfasern. Digimat zeigt die Faserlage so, wie sie auf das Strukturnetz übertragen und tatsächlich in der FE-Analyse verwendet wird. Die Auswertung erfolgt also immer abhängig vom Material und dem Prozess der Herstellung.

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