Zusatzmodule: Materialanalysen

Faserverbundwerkstoffanalyse

Berechnen Sie die lokale und globale Faserverteilung in Form von Faserorientierungstensoren oder Histogrammen und bestimmen Sie durch Einbindung der Ergebnisse von Porositätsanalysen die Porosität des Matrixmaterials. Ermitteln Sie die Hauptorientierung von Geweben oder Gelegen und untersuchen Sie die Orientierung in plättchenförmigen Strukturen. Faser- und Matrixstatistiken können auf Volumennetze abgebildet und zur Verwendung in Ihrer Simulationssoftware exportiert werden.
VGSTUDIO MAX
Fiber Composite Material Analysis


VGSTUDIO MAX bietet für jede Art von Faserverbundwerkstoff und Herstellungsprozess einen geeigneten Analysemodus an. Ob Sie mit kurzfaserverstärkten Werkstoffen im Spritzgussverfahren, mit Langfaser-Pressformteilen oder auch mit Textilgewebe aus unidirektionalen Fasern zu tun haben – die Software hat für alle Anwendungsfälle den geeigneten Analysemodus.



Modus Raumausrichtung



Unser Standardmodus ist bezüglich der Visualisierung der lokalen Orientierungen in 3D sehr flexibel. Sie können ihn verwenden, um einen ersten Einblick in Ihr faserverstärktes Material zu gewinnen und sich einen Überblick über die Orientierungsverteilung zu verschaffen.

In diesem Modus können Sie

  • Die lokale Orientierung berechnen;
  • Die lokalen Orientierungen entweder über ein Farboverlay oder mit dreidimensionalen Nadeln darstellen, um einen Eindruck von der Qualität der Faserorientierung in Ihrer Probe oder Komponente zu erhalten;
  • Die Verteilung der globalen Orientierung in 3D als Wärmebildkarte in einem Äquatorial-, Kugel- oder Polardiagramm untersuchen.
Unrolled object


3D-Darstellung lokaler Orientierungen

Unrolled object


3D-Darstellung lokaler Orientierungen mit Nadeln

Leveled freeform surface


Äquatorial-Plot einer globalen Orientierungsverteilung

Unrolled object


3D-Darstellung lokaler Orientierungen

Unrolled object


3D-Darstellung lokaler Orientierungen mit Nadeln

Leveled freeform surface


Äquatorial-Plot einer globalen Orientierungsverteilung



Modus Ebenenprojektion



Verwenden Sie den Ebenenprojektionsmodus für planare Teile, in denen sich die Orientierung mit der Dicke ändert. Er ist der Modus der Wahl bei spritzgegossenen kurzfaserverstärkten Materialien, aber auch bei Langfaser-Pressformteilen, wo unterschiedliche Fließbedingungen zu Haut-Kern-Effekten führen, die in unterschiedlichen Orientierungen über die Dicke resultieren.

In diesem Modus können Sie

  • die Verteilung der planaren Orientierung in einem RGB-Farbkreis visualisieren, indem Sie eine eindeutige Orientierung innerhalb der Analyseebene festlegen;
  • Auf die Analyseebene projizierte Histogramme der globalen Orientierung ableiten;
  • Die Orientierungstensorkomponenten und den Faservolumenanteil über die Dicke senkrecht zur Analyseebene in 3D darstellen.
Unrolled object


3D-Darstellung der Verteilung der planaren Orientierungen

Unrolled object


Globale Orientierungshistogramme

Leveled freeform surface


Orientierungstensorkomponenten und Faservolumenanteil über die Dicke in Analyserichtung

Unrolled object


3D-Darstellung der Verteilung der planaren Orientierungen

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Globale Orientierungshistogramme

Leveled freeform surface


Orientierungstensorkomponenten und Faservolumenanteil über die Dicke in Analyserichtung



Netzmodus



Verwenden Sie den Netzmodus, um Eingabedaten für mechanische oder thermische Simulationen zu generieren oder Prozesssimulationen zu validieren.

In diesem Modus können Sie

  • für jede Netzzelle den Orientierungstensor, einschließlich der zugehörigen Eigenwerte und Eigenvektoren, den Faservolumenanteil sowie die Porosität in der Matrix* evaluieren;
  • den Faservolumenanteil und die Orientierungstensoren sowie deren Hauptrichtungen in 2D oder 3D visualisieren;
  • die Ergebnisse als .csv-Dateien zur Verwendung in der Finite-Elemente-Analyse-(FEA-)Software von Drittanbietern exportieren;
  • einfache regelmäßige Volumennetze erstellen; Volumennetze mit komplexen Geometrien können entweder aus anderen Programmen (Patran, Nastran, Abaqus, MAGMA) importiert oder mit dem Modul Volumenvernetzung erzeugt werden;
  • mit einem Klick Mantelnetze extrudieren und die Anzahl der Zellen in Richtung Strukturdicke festlegen.

* Erfordert das Modul Porositäts-/Einschlussanalyse

Unrolled object


Auf ein regelmäßiges Integrationsnetz gemappte 3D-Orientierungstensoren

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Auf ein regelmäßiges Integrationsnetz gemappter Faservolumenanteil

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Auf ein regelmäßiges Integrationsnetz gemappte 3D-Orientierungstensoren

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Auf ein regelmäßiges Integrationsnetz gemappter Faservolumenanteil



Planarnetzmodus



Verwenden Sie den Planarnetzmodus für flächenhafte Strukturen mit beinahe planaren Orientierungsverteilungen (z. B. die meisten im Formpressverfahren hergestellten Verbundmaterialien), insbesondere Textilgewebe.

In diesem Modus können Sie

  • für jede Netzzelle die lokalen Planarhistogramme ableiten;
  • auch in Fällen, in denen der Orientierungstensor keine aufschlussreichen Informationen liefert, die Hauptrichtungen der lokalen Histogramme und die Abweichungswinkel evaluieren, was bei Textilgeweben hilfreich ist;
  • Orientierungstensoren, Faservolumenanteil und Porosität in der Matrix berechnen*.

* Erfordert das Modul Porositäts-/Einschlussanalyse

Unrolled object


Grauwertbild eines Textilgewebes

Unrolled object


Lokale Orientierung anhand des Ebenenprojektionsmodus

Leveled freeform surface


Lokale Orientierungshistogramme zur Berechnung der Scherwinkel zwischen den vorherrschenden Orientierungen in jeder Zelle

Unrolled object


Grauwertbild eines Textilgewebes

Unrolled object


Lokale Orientierung anhand des Ebenenprojektionsmodus

Leveled freeform surface


Lokale Orientierungshistogramme zur Berechnung der Scherwinkel zwischen den vorherrschenden Orientierungen in jeder Zelle



Referenz Orientierungsmodus



Verwenden Sie den Modus Referenzorientierung für Werkstoffe mit ungerichteten Orientierungsverteilungen, wie pultrudierte Materialien, in bestimmten Bereichen 3D-gedrucktes Fasermaterial oder natürliche Werkstoffe wie Holz.

In diesem Modus können Sie

  • Die Abweichung zwischen den lokalen Orientierungen und einer globalen Referenzorientierung berechnen und farbkodiert darstellen;
  • Ein Histogramm des globalen Abweichungswinkels erstellen.
Unrolled object
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Unrolled object
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Vorteile
Robust


Berechnen Sie Orientierungsstatistiken zuverlässig, auch bei kontrastarmen Bildern oder niedrigeren Auflösungen, ohne Kompromisse bei der Genauigkeit einzugehen. Unsere Software analysiert intelligent die lokale Umgebung, wodurch die Notwendigkeit der Segmentierung jeder einzelnen Faser entfällt und eine gründliche Untersuchung von Materialien bei niedrigeren Auflösungen ermöglicht wird.

Effizient


Berechnen Sie in kurzer Zeit mit unseren schnellen Verarbeitungsfunktionen Orientierungsstatistiken. Wählen Sie Ihre bevorzugte Statistik aus und erhalten Sie sie genau in dem Format, das Sie benötigen. Mappen Sie mühelos Ergebnisse wie Orientierungstensoren oder Faservolumenanteile für die Simulation direkt auf Ihre Finite-Elemente-Netze (FE) oder tragen Sie sie in einem Diagramm über die Dicke auf, um tiefere Einblicke zu erhalten.

Universell


Dieses Modul ist auf die vielfältigen Anforderungen Ihrer Materialarten und Produktionsprozesse zugeschnitten. Greifen Sie für jede Art von Faserverbundwerkstoff und Herstellungsprozess auf den jeweiligen Analysemodus zu.

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