Modules complémentaires : Analyses de matériaux

Analyse de matériaux composites à fibres

Calculez des statistiques de fibres locales et globales sous forme de tenseurs d’orientation de fibres ou d’histogrammes et utilisez les résultats d’analyse de porosité pour déterminer la porosité du matériau de la matrice. Déterminez les orientations principales de tissus ou de matériaux stratifiés et étudiez l’orientation de structures en forme de plaques. Les statistiques sur les fibres et les matrices peuvent être mappées sur des maillages volumiques et exportées pour une utilisation dans votre logiciel de simulation.
VGSTUDIO MAX
Fiber Composite Material Analysis


VGSTUDIO MAX offre des modes d’analyse pour chaque classe de matériaux composites à fibres et chaque processus de fabrication. Que vous travailliez avec des matériaux renforcés par des fibres courtes dans le cadre d’un processus de moulage par injection, des pièces moulées par compression à fibres longues ou même des tissus de fibres unidirectionnelles, le logiciel propose un mode d’analyse adapté.



Mode d’orientation spatiale



Notre mode standard est très flexible en ce qui concerne la visualisation d’orientations locales en 3D. Vous pouvez l’utiliser pour jeter un premier coup d’œil dans le matériau composite renforcé de fibres et obtenir une idée de la distribution d’orientation. 

Ce mode vous permet de :

  • Calculer l’orientation locale.
  • Visualiser les orientations locales par une superposition de couleurs ou par des aiguilles tridimensionnelles pour mieux comprendre l’orientation des fibres à l’intérieur de votre échantillon ou composant.
  • Examiner la distribution d’orientation globale en 3D sous forme de carte thermique dans une courbe équatoriale, en coordonnées sphériques ou en coordonnées polaires.
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Visualisation 3D d’orientations locales

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Visualisation 3D d’orientations locales avec aiguilles

Leveled freeform surface


Courbe équatoriale d’une distribution d’orientation globale

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Visualisation 3D d’orientations locales

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Visualisation 3D d’orientations locales avec aiguilles

Leveled freeform surface


Courbe équatoriale d’une distribution d’orientation globale



Mode de projection planaire



Utilisez le mode de projection planaire pour les pièces planaires dans lesquelles l’orientation varie en fonction de l’épaisseur. C’est le mode de choix pour les matériaux renforcés par des fibres courtes et moulés par injection, mais aussi pour les pièces à fibres longues et moulées par compression où les différentes conditions d’écoulement entraînent des effets de skin-core qui se traduisent par différents états d’orientation en fonction de l’épaisseur.

Ce mode vous permet de :

  • Visualiser la distribution d’orientation planaire sur une roue chromatique RVB en définissant une orientation unique dans le plan d’analyse.
  • Dériver des histogrammes d’orientation globale projetés dans le plan d’analyse.
  • Réaliser des courbes 3D des composantes du tenseur d’orientation et du taux volumique de fibres en fonction de l’épaisseur perpendiculaire au plan d’analyse.
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Visualisation 3D de la distribution d’orientation planaire

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Histogrammes d’orientation globale

Leveled freeform surface


Les composantes du tenseur d’orientation et le taux volumique de fibres en fonction de l’épaisseur dans la direction d’analyse

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Visualisation 3D de la distribution d’orientation planaire

Unrolled object


Histogrammes d’orientation globale

Leveled freeform surface


Les composantes du tenseur d’orientation et le taux volumique de fibres en fonction de l’épaisseur dans la direction d’analyse



Mode maillage



Utilisez le mode de maillage pour générer des données d’entrée pour les simulations mécaniques ou thermiques ou pour valider les simulations de processus.

Ce mode vous permet de :

  • Évaluer le tenseur d’orientation, y compris les valeurs et vecteurs propres correspondants, le taux volumique de fibres et la porosité de matrice* pour chaque cellule de maillage.
  • Visualiser le taux volumique de fibres et les tenseurs d’orientation et leurs orientations principales en 2D ou 3D.
  • Exporter les résultats sous forme de fichiers .csv pour une utilisation dans les logiciels d’analyse des éléments finis (FEA) de tiers.
  • Créer des maillages volumiques réguliers simples. Les maillages de forme complexe peuvent être importés (depuis Patran, Nastra, Abaqus ou Magma) ou générés via le module Maillage de volume.
  • Extruder des maillages de coques en un seul clic et définir le nombre de cellules dans le sens de l’épaisseur de la structure.

*Module Analyse de porosité/d’inclusions requis

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Tenseurs d’orientation en 3D mappés sur un maillage intégré régulier

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Mappage du taux volumique de fibres sur un maillage intégré régulier

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Tenseurs d’orientation en 3D mappés sur un maillage intégré régulier

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Mappage du taux volumique de fibres sur un maillage intégré régulier



Mode de maillage planaire



Utilisez le mode de maillage planaire pour les structures en feuille qui présentent une distribution d’orientation presque planaire (par ex., la plupart des composites fabriqués par moulage par compression).

Ce mode vous permet de :

  • Dériver des histogrammes d’orientation planaire locale pour chaque cellule de maillage.
  • Évaluer les directions principales des histogrammes locaux et les angles d’écart dans les cas où le tenseur d’orientation ne fournit pas d’informations significatives, ce qui est utile pour les tissus.
  • Calculer les tenseurs d’orientation, le taux volumique de fibres et la porosité de matrice.*

*Module Analyse de porosité/d’inclusions requis

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Image en niveaux de gris d’un tissu tissé

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L’orientation locale en mode de projection planaire

Leveled freeform surface


Histogrammes des orientations locales pour le calcul des angles de cisaillement entre les orientations prédominantes dans chaque cellule

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Image en niveaux de gris d’un tissu tissé

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L’orientation locale en mode de projection planaire

Leveled freeform surface


Histogrammes des orientations locales pour le calcul des angles de cisaillement entre les orientations prédominantes dans chaque cellule



Mode d’orientation de référence



Utilisez le mode d’orientation de référence pour les matériaux présentant des distributions d’orientation unidirectionnelles, comme les matériaux pultrudés, le matériau composite imprimé en 3D dans certaines zones, ou les matériaux naturels comme le bois.

Ce mode vous permet de :

  • Évaluer l’écart entre l’orientation locale et une orientation de référence globale et le visualiser par codage coleur.
  • Réaliser un histogramme global des angles d’écart.
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Avantages
Robuste


Calculez des statistiques d’orientation en toute confiance, même à partir d’images peu contrastées ou de faible résolution, sans compromettre la précision Notre logiciel analyse intelligemment le voisinage local, ce qui évite le besoin de segmenter chaque fibre et permet une étude approfondie des matériaux à des résolutions inférieures.

Efficace


Calculez rapidement les statistiques d’orientation grâce à nos capacités de traitement rapide. Sélectionnez votre statistique préférée et recevez-la dans le format dont vous avez besoin. Mettez sans effort les résultats, tels que les tenseurs d’orientation ou le taux volumique des fibres, directement sur vos maillages d’éléments finis (FE) pour la simulation, ou tracez-les en fonction de l’épaisseur pour obtenir des informations plus approfondies.

Universel


Ce module est conçu pour répondre aux divers besoins de vos types de matériaux et de vos processus de production. Accédez à des modes d’analyse spécialisés pour chaque catégorie de matériaux composites à fibres et chaque méthode de fabrication. 

MODULES COMPLÉMENTAIRES
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