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マテリアルのポロシティを決定できます。織物またはレイアップマテリアル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。ファイバー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、繊維複合マテリアルの各クラスと製造プロセスの解析モードがあります。射出成形プロセスで短繊維強化マテリアルを使用する場合、長繊維圧縮成形パーツを使用する場合、または一配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。繊維強化マテリアルのチェックや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。
  • サンプルまたはコンポーネント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の針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


針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


針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



厚さによって配向が変化する平面パーツには、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マテリアルだけでなく、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圧縮成形パーツに最適なモードです。

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ポロシティ*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。
  • 単純な通常のボリュームメッシュを作成する。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生成する。
  • ワンクリックでシェル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。

*ポロシティ/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マテリアル)、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。
  • 配向テンソルが意味のある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、マトリックスポロシティを計算する。*

*ポロシティ/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



引抜成形されたマテリアル、特定の領域の3Dプリントされた繊維マテリアルや木材などの天然マテリアルなど、一方向の配向分布を持つマテリアルには、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
Unrolled object
メリット
堅牢


低コントラストの画像や低解像度でも、正確さを犠牲にすることなく、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、低解像度でマテリアル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、厚さ全体にプロットしたりして詳細を得ることができます。

ユニバーサル


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マテリアル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。 

オプションモジュール
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