La piattaforma di modellazione di materiali e strutture non-lineari multi-scala

Una delle principali sfide di oggi è il passaggio dai metalli ai materiali compositi, finalizzato principalmente alla riduzione del peso. Tutto ciò richiede un tool specifico per la progettazione dei compositi, al fine di tenerne in considerazione il comportamento. Gli strumenti di progettazione classici, infatti, non sono in grado di descrivere accuratamente il comportamento del materiale composito, mettendo a rischio la sicurezza e l’affidabilità del progetto.

La tecnologia Digimat fornisce strumenti di progettazione che danno all’utente la possibilità di descrivere in maniera accurata il comportamento locale del materiale. Una modellazione accurata dei materiali consente di ridurre il coefficiente di sicurezza – permettendo di sfruttare tutto il potenziale dei compositi, massimizzando la loro competitività rispetto ai metalli e portando ad un sostanziale alleggerimento del prodotto. Gli strumenti di Digimat si integrano con il processo di analisi a elementi finiti, colmando il divario tra processo di fabbricazione e analisi strutturale.


La tecnologia Digimat consente di connettere l’intera filiera produttiva (dal fornitore della materia prima alla realizzazione del prodotto finito, passando per i fornitori dei diversi componenti):

- Analizzare e prevedere il comportamento di un’ampia gamma di materiali compositi.

- Progettare e produrre componenti innovativi in composito ad alte prestazioni.

- Ridurre peso, costi e time-to-market associati alla produzione di componenti industriali in composito.

- Migliorare i risultati dell’analisi strutturale tenendo in considerazione il processo di produzione.

- Ridurre i test fisici relativi ai materiali.

Digimat consente agli ingegneri di fare analisi in micro e macro-scala dei compositi, come per esempio le plastiche rinforzate, prevedere le loro prestazioni e calcolare le loro proprietà meccaniche, termiche ed elettriche per poi utilizzare questi dati nelle analisi a elementi finiti.


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Digimat è costituito dai seguenti Moduli:


Digimat-MF

Digimat-MF è il modulo di omogeneizzazione Mean Field di Digimat che offre la possibilità di definire il comportamento locale del materiale come una funzione del comportamento del materiale legata a:

- la matrice e le fasi di inclusione;

- la morfologia della microstruttura del composito (inclusioni peso, forma e dimensione).

Digimat-MF è un software di modellazione di materiali micromeccanici facile da usare in cui l'utente inserisce il comportamento materiale delle fasi, la descrizione della microstruttura e il carico applicato al materiale multifase risultante, guidato da una struttura dati ad albero.

Digimat-FE

Digimat-FE è usato per generare un Elemento di Volume Rappresentativo realistico di molti tipi di microstrutture (plastiche, gomme, metalli, grafite, ...). Digimat-FE permette di descrivere la micro-struttura dei compositi così come le proprietà dei suoi costituenti, al fine di generare il modello FE dell’Elemento di Volume Rappresentativo del composito.

Digimat-FE utilizza Abaqus/CAE per generare la mesh relativa alla microstruttura e il modello ad elementi finiti che viene poi calcolato con Abaqus/Standard. La post-processazione viene poi effettuata con Abaqus/CAE e Digimat.


Digimat-MX

Digimat-MX è un database di materiali compositi che dà accesso a dati sperimentali a differenti tassi di tensione, temperature e così via. Contiene i file DIGIMAT dei materiali già decodificati sulla base di dati sperimentali.

Questo software aiuta la condivisione dei dati tra le parti interessate. Fornisce strumenti di ottimizzazione per eseguire l'identificazione dei parametri e per decodificare in modo efficiente i modelli DIGIMAT per un'intera serie di materiali.

Digimat-CAE

Digimat-CAE vi consente di integrare Digimat e i seguenti strumenti:

- 3D Timon, Autodesk Moldflow Insight, Moldex3D, REM3D, SigmaSoft, Simulayt.

Digimat-CAE consente inoltre l’integrazione tra Digimat e gli strumenti di simulazione:

- Abaqus/CAE, Standard & Explicit, ANSYS Mechanical, LS-DYNA, Implicit & Explicit, Marc, MSC Nastran SOL400, Optistruct, PAM-CRASH, RADIOSS, SAMCEF-Mecano.


Digimat-MAP

Digimat-MAP è un software di mappatura 3d per trasferire l’orientazione delle fibre, le tensioni residue e la temperatura dalla mesh di stampaggio ad dell'iniezione alla mesh FEA strutturale.
Digimat-MAP è interamente integrato nel processo di modellazione multi-scala di DigimatDigimat-MAP è uno strumento accurato, efficiente e flessibile per trasferire informazioni come l’orientazione delle fibre, le tensioni residue e la temperatura verso la mesh strutturale per poter effettuare un’analisi non-lineare multiscala con strumenti come Digimat MF o altre interfacce (MSC Nastran, MARC, ANSYS, LS-DYNA, Abaqus, PAM-CRASH, SAMCEF...)

Digimat-HC

Micross è uno strumento multi-scala per la modellazione di prove di taglio di pannelli sandwich. È uno strumento semplice, accurato e flessibile. Micross considera l’effetto della microstruttura sia per il core che per le pelli del sandwich:

- Per il nucleo a nido d'ape, le proprietà omogeneizzate sono calcolate da Micross in base alla geometria della cella unitaria.

- Per le pelli si può procedere nello stesso modo. La pelle è costituita da più strati impilati in un determinato ordine, con dati orientamenti e spessori. Ogni livello può essere definito a livello macro o micro. In questo ultimo caso, Digimat-MF è usato per calcolare le proprietà di rigidezza macroscopiche del livello in base alla descrizione della sua microstruttura.


Digimat-RP

Digimat-RP (Reinforced Plastics) è la soluzione che rende semplice ed efficiente la progettazione di component in plastica rinforzata. Fornisce agli ingegneri uno strumento che guida il flusso il lavoro, semplificando la fase di configurazione e rendendo più scorrevole l’analisi accurata dei componenti in plastica in un modo robusto e veloce. Si colma così il divario tra stampaggio ad iniezione e non lineare FEA di parti in plastica.
Digimat 5.0.1 supporta la messa a punto di analisi 3d con Marc, Nastran, Abaqus, Ansys, e LS-Dyna basate sui risultati ottenuti da software per l’analisi di processo come Moldflow, Moldex3D, Sigmasoft o Timon 3D. Tutte le soluzioni Digimat sono supportate. Le analisi possono essere eseguite e monitorate su un computer locale o preparate per la soluzione in remoto.
Digimat-RP è un processo intuitivo in 3 fasi che consente anche a un ingegnere non necessariamente esperto di materiali di effettuare l’analisi predittiva delle parti in plastica con un unico prodotto invece dei consueti quattro. VantaggiprincipalI:

- Analisi a elementi finiti lineari e non lineari del component in plastica con tutti i principali codici.

- Tiene in considerazione l’effetto del processo di stampaggio a iniezione e compressione.

- Include un database di proprietà delle plastiche.

- È lo standard scelto dal mondo industriale: utilizzato da tutti i principali fornitori di materiali, Tier1 e Oem.

Digimat-VA

Digimat-VA (“Virtual Allowables”) è una soluzione efficiente che consente agli ingegneri di eseguire comparazioni virtuali fra materiali compositi prima di iniziare il lungo processo di valutazione fisica degli ammissibili.
Grazie a Digimat-VA, è facile eseguire simulazioni su centinaia o migliaia di provini. Si può meglio analizzare e comprendere la variabilità del composito, rendendo più affidabili le valutazioni di progetto. Generando ammissibili virtuali, gli ingegneri possono ora iniziare il progetto di un componente, parallelamente alla ricerca fisica degli ammissibili.
Digimat-VA è una soluzione verticale sviluppata per calcolare, anziché testare fisicamente, il comportamento di provini in composito (intagliati, con foro cieco o passante…), selezionando e calcolando gli ammissibili dei materiali compositi. VantaggiprincipalI:

- Definisce la matrice di test in pochi clic.

- Crea modelli di materiale multiscala basati sulla scheda tecnica del composito.

- Tiene in considerazione le variabili di processo.

- Può andare oltre le procedure raccomandate dal CMH17.

- Trasforma una matrice di test in analisi a elementi finiti per ottenere gli ammissibili virtualmente.

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