09.03.2010

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Cadfem: Mikrostrukturen verstehen - per Simulation Werkstoffe besser nutzen

Mit der Software Digimat kann der Anwender den Einfluss der Mikrostruktur von Werkstoffen auf die Stabilität seines Endprodukts untersuchen. Die Software ist als eigenständiges virtuelles Materiallabor, als Materialschnittstelle in strukturmechanischen Berechnungen mit Ansys und LS-Dyna oder als vollständiges Interface zwischen Spritzgießsimulation und Strukturmechanik inklusive einer Lösung für das Mapping zwischen verschiedenartigen Netzen einsetzbar. Zusätzlich bietet sie laut Anbieter Cadfem eine komfortable und einfach anwendbare Lösung für das Erstellen, Verwalten und das Bereitstellen mikrostruktureller Materialmodelle.

Die Software basiert auf der Top-Down-Philosophie der Multiskalen Simulation. Auf der Kontinuumsmechanik basierende Verfahren werden zur Beschreibung der Material-Mikrostruktur eingesetzt. Das ist zum einen die mathematische Homogenisierung (Digimat-MF), zum Anderen wird die Methodik der FEM direkt auf die Mikrostruktur von Werkstoffen übertragen (Digimat-FE).

Anwender dieser Methoden sind vor allem Materialdesigner und Anwendungstechniker. Erstere sind Experten für Werkstoffe und zielen auf ein tiefes Verständnis von mikrostrukturierten Materialien. Sie benutzen das System auf Forschungsniveau als virtuelles Materiallabor. Aber auch für Standardverfahren im Ingenieursalltag ist die Mikrostrukturierung von Werkstoffen wichtig - wenn sie durch die Prozessierung des Bauteils verändert wird.

Bei spritzgegossenen, glasfaserverstärkten Kunststoffen bietet die Software eine spezielle Materialbeschreibung: Die Materialgesetze sind nichtlinear, von Dehnraten oder Temperatur abhängig und können, mit Versagensindikatoren versehen, in Ansys oder LS-Dyna direkt eingesetzt werden. Noch wichtiger aber ist, dass automatisch die Ergebnisse aus Spritzgießsimulationen als Grundlage für die strukturelle FEM in einer komplett gekoppelten Simulationslösung verwendbar sind. Damit wird die Prozessierung selbst in der FEM abgebildet.

Durch die Möglichkeit zur Verwaltung der Materialien im Modul Digimat-MX kann der Anwender selber entscheiden, wie tief er in die Details der Multiskalensimulation vordringen will. Er kann zum Materialexperten werden oder auch einfach auf fertige Modelle zugreifen, die hier für ihn abgelegt wurden.

Weitere Informationen: www.cadfem.de

VDI-Tagung „Kunststoffe im Automobilbau“, 17.-18. März 2010, Mannheim, Stand im Simulationscafe