Diese Seite ist nicht mit dem Internet Explorer kompatibel.
Aus Sicherheitsgründen empfehlen wir Ihnen, einen aktuellen Browser zu verwenden, z. B. Microsoft Edge, Google Chrome, Safari oder Mozilla Firefox.
Faserverbundwerkstoffanalyse
mit VGSTUDIO MAX
Berechnen und visualisieren Sie lokale und globale Faserorientierungen sowie Faservolumenanteile in Verbundwerkstoffen. Die Funktionen der Faserverbundwerkstoffanalyse in VGSTUDIO MAX ermöglichen sowohl die Berechnung der lokalen und globalen Faserverteilung in Form von Faserorientierungstensoren oder Histogrammen und können zur Bestimmung der Porosität des Matrixmaterials auch die Ergebnisse von Porositätsanalysen beinhalten. Sie können ferner die Hauptorientierung von Geweben oder Laminaten ermitteln und die Orientierung in plättchenförmigen Strukturen untersuchen. Faser- und Matrixstatistiken können auf Volumennetze abgebildet und zur Verwendung in Ihrer Simulationssoftware exportiert werden.
Funktionen der Faserverbundwerkstoffanalyse
VGSTUDIO MAX bietet für jede Art von Faserverbundwerkstoff und Herstellungsprozess einen geeigneten Analysemodus an. Dabei stehen Analysemodi für alle Arten von Faserverbundwerkstoff und Herstellungsprozess zur Verfügung, unabhängig davon, ob Sie mit kurzfaserverstärkten Werkstoffen im Spritzgussverfahren, mit Langfaser-Pressformteilen oder auch mit Textilgewebe aus unidirektionalen Fasern arbeiten.
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.
3D-Darstellung lokaler Orientierungen
3D-Darstellung lokaler Orientierungen mit Nadeln
Äquatorial-Plot einer globalen Orientierungsverteilung
3D-Darstellung der Verteilung der planaren Orientierungen
Globale Orientierungshistogramme
Orientierungstensorkomponenten und Faservolumenanteil über die Dicke in Analyserichtung
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.
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
Auf ein regelmäßiges Integrationsnetz gemappte 3D-Orientierungstensoren
Auf ein regelmäßiges Integrationsnetz gemappter Faservolumenanteil
Grauwertbild eines Textilgewebes
Lokale Orientierung anhand des Ebenenprojektionsmodus
Lokale Orientierungshistogramme zur Berechnung der Scherwinkel zwischen den vorherrschenden Orientierungen in jeder Zelle
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.*
Modus Referenzorientierung
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.
Vorteile
Robust
- Berechnen Sie Orientierungsstatistiken auch für Bilder mit niedrigem Kontrast oder geringer Auflösung
- Sie müssen nicht jede einzelne Faser segmentieren; die Software berechnet die Orientierung aus der lokalen Umgebung und ermöglicht so auch bei geringerer Auflösung die Untersuchung des Materials
Effizient
- Schnelle Berechnung von Orientierungsstatistiken
- Wählen Sie die gewünschte Statistik aus und erhalten Sie mit nur einem Klick Ihre Ergebnisse in der richtigen Form
- Bilden Sie für die Simulation Ihre Ergebnisse, wie Orientierungstensoren und Faservolumenanteil, direkt auf Ihren FE-Netzen ab oder tragen Sie sie in einem Diagramm über die Dicke auf
Universell
- Wählen Sie den Modus aus, der genau Ihrem Materialtyp und Herstellungsprozess entspricht