オプションモジュール:マテリアル解析

繊維配向解析

繊維配向テンソルまたはヒストグラムの形式でローカルおよびグローバルの繊維統計を計算し、欠陥解析結果を含めてマトリックス材料の空隙率を評価できます。織物または積層材料の主な配向を決定し、板状構造の配向を調べることができます。繊維とマトリックスの統計は、ボリュームメッシュにマッピングし、シミュレーションソフトウェアで使用するために書き出すことができます。
VGSTUDIO MAX
Fiber Composite Material Analysis



VGSTUDIO MAXには、各種の繊維強化複合材料および製造プロセスに対応した解析モードがあります。射出成形による短繊維強化材料を使用する場合、圧縮成形された長繊維部品を使用する場合、または一方向繊維の織物を使用する場合であっても、ソフトウェアにはそのすべての解析モードが備わっています。



空間配向モード



標準モードでは、3Dでローカル配向を非常に柔軟に可視化できます。繊維強化材料の初期評価として配向分布を把握するためにご利用いただけます。 

このモードで次のことが可能です。

  • ローカル配向を計算できます。
  • サンプルまたは部品内の繊維配向を定性的に把握するために、カラーオーバーレイまたは3Dアイコンを使ってローカル配向を可視化する。
  • 赤道、球、または極のプロット上のヒートマップとして、3Dでグローバル配向分布を調査する。
Unrolled object


ローカル配向の3D可視化

Unrolled object



アイコンによるローカル配向の3D可視化

Leveled freeform surface


グローバル配向分布の赤道プロット

Unrolled object


ローカル配向の3D可視化

Unrolled object



アイコンによるローカル配向の3D可視化

Leveled freeform surface


グローバル配向分布の赤道プロット



平面投影モード



厚み方向によって配向が変化する平面部品には、平面投影モードを使用してください。射出成形された短繊維強化材料だけでなく、さまざまな流動条件がスキンコア効果をもたらし、厚さ全体でさまざまな配向状態をもたらす長繊維の圧縮成形部品にも最適なモードです。

このモードで次のことが可能です。

  • 解析平面内の一意の配向を指定して、RGBカラーホイール上の平面配向分布を可視化する。
  • 解析平面に投影されたグローバル配向ヒストグラムを導出する。
  • 解析平面に垂直な厚さ全体に3D配向テンソル成分とファイバーボリューム率をプロットする。
Unrolled object


平面配向分布の3D可視化

Unrolled object


グローバル配向ヒストグラム

Leveled freeform surface


解析配向の厚さに対する配向テンソル成分とファイバーボリューム率

Unrolled object


平面配向分布の3D可視化

Unrolled object


グローバル配向ヒストグラム

Leveled freeform surface


解析配向の厚さに対する配向テンソル成分とファイバーボリューム率



メッシュモード



メッシュモードで機械的または熱的シミュレーションの入力データを生成することや、プロセスシミュレーションを検証することが可能です。

このモードで次のことが可能です。

  • 対応する固有値と固有ベクトル、ファイバーボリューム率、各メッシュセルのマトリックス欠陥*を含めて、配向テンソルを評価する。
  • ファイバーボリューム率と配向テンソル、およびそれらの主な配向を2Dまたは3Dで可視化する。
  • サードパーティの有限要素解析(FEA)ソフトウェアで使用できるように、結果を.csvファイルとして書き出す。
  • シンプルなボリュームメッシュの作成が可能。複雑な形状のボリュームメッシュは、(Patran、Nastran、Abaqus、Magmaから)読み込むか、ボリュームメッシュモジュールを使って作成する。
  • ワンクリックでメッシュを押し出し、構造の厚さ方向のセル数を設定する。

*欠陥/介在物解析モジュールが必要です

Unrolled object


通常の統合メッシュにマッピングされた3D配向テンソル

Unrolled object


通常の統合メッシュにマッピングされたファイバーボリューム率

Unrolled object


通常の統合メッシュにマッピングされた3D配向テンソル

Unrolled object


通常の統合メッシュにマッピングされたファイバーボリューム率



平面メッシュモード



ほぼ平面の配向分布を持つシート状の構造(例えば、圧縮成形によって製造されたほとんどの複合材料)、特に織物には、平面メッシュモードを使用してください。

このモードで次のことが可能です。

  • 各メッシュセルのローカル平面ヒストグラムを導出する。
  • 配向テンソルが有効な情報を提供しない場合は、織物に役立つ、ローカルヒストグラムの主要配向と偏角を評価する。
  • 配向テンソル、ファイバーボリューム率、マトリックス欠陥率を計算する。*

*欠陥/介在物解析モジュールが必要です

Unrolled object


織物のグレイバリュー画像

Unrolled object


平面投影モードを使用したローカルオリエンテーション

Leveled freeform surface


各セルの主な配向間のせん断角度を計算するためのローカル配向ヒストグラム

Unrolled object


織物のグレイバリュー画像

Unrolled object


平面投影モードを使用したローカルオリエンテーション

Leveled freeform surface


各セルの主な配向間のせん断角度を計算するためのローカル配向ヒストグラム



リファレンスの向きモード



引抜成形された材料、特定の領域の3Dプリントされた繊維材料や木材などの天然材料など、一方向の配向分布を持つ材料には、リファレンス配向モードをご利用いただけます。

このモードで次のことが可能です。

  • ローカル配向とグローバルリファレンス配向の間の偏差を評価し、色分けして可視化する。
  • グローバル偏角ヒストグラムをプロットする。
Unrolled object
Unrolled object
Unrolled object
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メリット
信頼性



低コントラストの画像や低解像度でも、精度を損なうことなく、配向統計が計算できます。弊社ソフトウェアを使用すれば、局所付近をインテリジェントに解析し、繊維1つ1つをセグメント化することなく、低解像度でも材料を徹底的に調べることができます。

効率性



高速処理機能で配向統計を素早く計算します。希望する統計を選び、必要な形式で受け取れます。配向テンソルやファイバーボリューム率などの結果をシミュレーション用に有限要素(FE)メッシュに直接マッピングしたり、厚さ方向に沿ってプロットしたりして詳細を得ることができます。

汎用性



このモジュールはさまざまなマテリアルタイプと生産プロセスのニーズに対応するように作られています。さまざまな繊維複合材料と製造方法に対応する専用の解析モードが利用できます。 

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