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Altair Multiscale Designer™

複合材料の材料特性(ヤング率、熱伝導率など)算出ツール

Multiscale Designer は CFRP、繊維補強コンクリートなど、複数の材料を組み合わせた複合材料の材料特性(ヤング率、熱伝導率など)を算出するツールです。

モデリング、シミュレーション、試験、ばらつき、複合材とその構造の最適化をシームレスに統合するソフトウェアです。 さらに、複合材とその構造物については、複数段階の詳細度(マルチスケール)を扱うことが可能です。

材料設計のためのマルチスケールモデリング、最終破壊 / 確率的な材料物性値のばらつきの評価が可能です。OptiStruct、RADIOSS、LS-DYNA、Abaqusなどの汎用FEAソルバーのプラグインも搭載されています。

  • 均質化法を用いたマルチスケールモデリングと材料物性値の同定、およびマクロスケールの材料特性からミクロスケールの材料物性値を同定することも可能
  • UD材、クロス材、チョップ材、粒子複合材などの一般的な複合材において、寸法パラメータの入力のみでユニットセルモデルの作成が可能(特殊な構造を有する材料の場合はFEモデルをインポートすることで対応可)
  • 非線形材料特性を考慮(ミクロスケールの解析から最終破壊の予測が可能)
  • 試験結果から確率的な材料物性値の分布評価や疲労限度評価が可能
  • 汎用FEAソフトウェア(OptiStruct、RADIOSS、LS-DYNA、Abaqus)とのユーザー定義の材料則を用いた効率的なプラグイン

Multiscale Designer 紹介動画

Multiscale Designerの導入メリット

計算時間の大幅な短縮

Multiscale Designerは特異な計算モデル縮退テクノロジーを搭載しています。何十万もの有限要素からなる複雑なユニットセルモデルにおいて、計算精度に大きな影響の無い範囲で自動的に変形モードや状態変数を選択し、縮退することで、計算時間の大幅な短縮を実現しています。

効率的なパラメーターライブラリ

内蔵のCADおよびメッシングツールによって自動生成可能なユニットセルモデルのパラメータライブラリが搭載されています。本機能では一般的なユニットセルモデルを寸法パラメータのみの入力で作成可能で、最適化や物性値の確率的なばらつき計算を大変効率的に実行できます。

本ユニットセルモデルのパラメータライブラリには、長繊維、織物、短繊維、粒子、ランダム材のミクロ構造が含まれており、ユーザー定義のユニットセルモデル(CADやFEモデル)をインポートすることも可能です。

計算精度

Multiscale Designerは、競合のマルチスケール解析ソフトウェアと同様にスケーリング処理が内部計算で自動的に実行されるため、スケール変換処理が不要なうえ、結果はメッシュの品質に大きく左右されない特徴があります。材料物性値の同定においては、ミクロスケールの物性値からマクロレベルの物性値の同定だけでなく、クーポン試験結果からミクロ構造を構成する各材料の物性値への分離も可能です。

また、一般的な複合材において、損傷や最終破壊に大きく影響する界面を考慮したモデリングも、ライブラリを使用することで容易にモデリングかできる仕様となっています。

主要機能

シングルスケール・マルチスケール材料モデル

直感的な3ステップのプロセスにより、高精度で計算効率に優れたシングルスケールまたはマルチスケールの材料モデルを作成できます。最小限の実験データで、脆性や延性のある均質な等方性材料から異質な異方性材料まで、さまざまな材料を作成することができます。

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パラメトリックなユニットセルライブラリと外部ユニットセル

内蔵のパラメトリックなユニットセルライブラリを使用して、連続、不連続、織布、パーティクル製品形状のユニットセルを簡単に作成することができます。OptiStruct (.fem)、Abaqus (.inp)、Nastran (.bdf) といったプリプロセッサでユニットセルを作成し、Multiscale Designer にインポートできます。

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バーチャル試験ラボ

構造モデルのパラメトリックライブラリから国際規格のASTM/ISO試験片にマルチスケールまたはシングルスケールの材料モデルを適用して、定義された試験の完全なシミュレーションを実行します。AおよびBベースの許容値を含む結果に対して、決定論的または確率論的な材料モデルを使用することができます。

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順方向および逆方向の材料モデル開発ワークフロー

既知の構成材料特性を利用して均質化特性を計算したり(フォワードアプローチ)、均質化材料を利用して構成材料の特性を計算したり(逆アプローチ)できます。

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材料データベース - 構成要素とマルチスケール

構成材料データベースは、金属(鉄および非鉄)、ポリマー(熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂)、繊維(アラミド、カーボン、ガラス、その他)の代表的な特性を収録しています。マルチスケール材料データベースには、NIAR NCAMP/AGATEで検証されたマルチスケール材料モデルが含まれています。

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マルチスケール構造シミュレーション

構造シミュレーションソルバーへのプラグインが含まれており、外部で作成された任意のモデルでマルチスケールまたはシングルスケールの材料モデルを使用することができます。Altairおよびサードパーティ製ソルバーの暗黙解と明示解の両方をサポートします。

 

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決定論的・確率的材料モデル

決定論的(平均値応答)と確率論的(確率分布関数応答、平均値、標準偏差)材料モデルを使用して、実世界の変動を説明します。

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射出成形材料モデル

異方性強化射出成形および圧縮成形材料の構造シミュレーションのための、高度な予測性と計算効率の高い材料モデルを開発するための全方法論を提供します。

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材料モデル開発サービス

Altairの専門家は、お客様や認定試験機関と協力して、エンジニアリングシミュレーションに対応した材料モデルを開発します。

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