Mikromechanik-Simulation

Auf CT-Daten

Mikromechanik-Simulation

   

Simulation komplexer Materialien

Leichtbau hat zu einem verstärkten Einsatz von Materialien mit komplexen Mikrostrukturen wie porösen Metallen oder Keramiken, 3D-gedruckten Gitterstrukturen oder Metall-Metall-Laminaten geführt. Als Folge steigt der Bedarf an Mikromechanik-Materialsimulation zur Bestimmung ihrer effektiven mechanischen Eigenschaften.

Simulation von Bauteilen mit Defekten

Die Leichtbauweise begünstigt optimierte, komplexe Bauteilformen, die nur durch 3D-Druck, Guss oder Spritzguss hergestellt werden können. Ihre mechanischen Eigenschaften können empfindlich auf unerwünschte mikrostrukturelle Eigenschaften wie z.B. Porosität reagieren, welche diesen Herstellungsverfahren innewohnen. Da es keine einfachen Regeln zur Quantifizierung dieser Abhängigkeit gibt, ist der Einsatz numerischer Mikromechanik erforderlich.

Die Herausforderung: Über die Leistungsgrenzen der Volumenvernetzung hinauszugehen

Eine Anwendung der klassischen FEM-Simulation auf solche Mikroskala-Simulationen würde ein geometriekonformes Netz mit einer hohen Anzahl sehr kleiner Zellen erfordern, um die komplexe Materialstruktur oder die einzelnen Poren im Detail darzustellen. Der Aufwand für die Netzgenerierung und die Simulationsrechnung kann jedoch schnell unverhältnismäßig hoch werden.

Die Volume Graphics Lösung: Spannungssimulation direkt auf CT-Scans – Keine Volumenvernetzung erforderlich!

Immersed-Boundary-Methoden helfen, dieses Vernetzungsproblem zu überwinden. Das Modul Strukturmechanik-Simulation von VGSTUDIO MAX verwendet eine Immersed-Boundary-Methode zur Mikroskala-Simulation von Spannungsverteilungen direkt auf CT-Scans. Diese CT-Scans bilden die komplexen Materialstrukturen und Defekte exakt ab.

Vorteile

Volume Graphics bietet Ihnen eine validierte Lösung, um realistische mikromechanische Simulationen mit geringem Aufwand durchzuführen: 

  

Evaluierung

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