塞拉尼斯公司是一家全球化工技術(shù)和特種材料公司填抬。作為化工行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的創(chuàng)新型公司翻默，其設(shè)計(jì)和制造一系列與生活息息相關(guān)的產(chǎn)品。公司龐大而多元化的全球客戶群涵蓋了眾多行業(yè)內(nèi)的主要企業(yè)抒痒。公司業(yè)務(wù)在全球均衡分布幌绍，涉及多個(gè)終端應(yīng)用領(lǐng)域，廣泛用于消費(fèi)品和工業(yè)品评汰。塞拉尼斯聯(lián)合悍桌蹋克斯康，致力于構(gòu)建在NVH和熱沖擊載荷下被去，復(fù)合材料性能精確評(píng)估的工作流程及解決方案主儡。

01     介  紹

Digimat是海克斯康旗下一款專注于多尺度復(fù)合材料非線性材料本構(gòu)預(yù)測(cè)和材料建模的商用軟件包惨缆。Digimat能夠幫助用戶預(yù)測(cè)多相材料的宏觀性能糜值，支持的材料范圍涉及包含連續(xù)纖維、長(zhǎng)纖維坯墨、短纖維寂汇、纖維編織病往、晶須、顆粒免姻、片層等所有增強(qiáng)相和包括樹脂基饭糊、金屬基和陶瓷基在內(nèi)的多類基體材料。廣泛的軟件接口可以為幾乎所有的主流有限元程序提供材料模型或進(jìn)行多尺度的耦合分析们灵。多尺度的分析結(jié)果使得對(duì)材料和結(jié)構(gòu)的失效預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確稳虱。

圖1. Digimat軟件界面

02     在NVH的應(yīng)用         

復(fù)合材料大量應(yīng)用于汽車零部件及總成結(jié)構(gòu)中，在針對(duì)此類型結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析時(shí)禀蜒，傳統(tǒng)的有限元仿真分析無法考慮復(fù)合材料的復(fù)雜的粘彈性各向異性行為畅刑，只能認(rèn)為材料是各向同性的，因此不能準(zhǔn)確描述結(jié)構(gòu)的NVH響應(yīng)槐猪。

Digimat作為一款專注于復(fù)合材料仿真分析的軟件喇躲，其中粘彈性材料卡片可以考慮頻率對(duì)剛度和阻尼的影響，以及各向異性力學(xué)性能和材料阻尼许食，如圖2所示继棉。因此能夠?qū)?fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的有限元分析，幫助工程師正確設(shè)計(jì)塑料部件鞠哥，以獲得產(chǎn)品最佳的NVH性能隙譬。

圖2. Digimat的粘彈性材料卡片

Digimat的材料卡片參數(shù)可以通過實(shí)驗(yàn)獲得，通過測(cè)試不同頻率和溫度下的G'&G”曲線会烙，利用時(shí)間-溫度等效原理，將主曲線組裝成相對(duì)于給定溫度的唯一曲線筒捺。利用Digimat MX模塊中的材料逆向工程柏腻，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)粘彈性材料卡片的校準(zhǔn)，如圖3所示系吭。校準(zhǔn)后的材料卡片可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)準(zhǔn)靜態(tài)剛度五嫂，以及應(yīng)用頻率范圍的結(jié)果（通常大于50Hz）。

圖3. Digimat MX中PA66 GF35% - 90C & DAM材料的校準(zhǔn)結(jié)果

將得到的材料卡片用于實(shí)際產(chǎn)品的諧響應(yīng)仿真分析中肯尺，并與不同溫度下的錘擊實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比沃缘，如圖4所示。結(jié)果表明则吟，通過Digimat引入各向異性的粘彈性材料模型槐臀，仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的較好；相較于之前的各向同性材料模型氓仲，Digimat和有限元軟件的聯(lián)合仿真能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的零部件性能模擬水慨。

圖4. 不同溫度錘擊實(shí)驗(yàn)，有限元仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

03     在熱沖擊的應(yīng)用

純電動(dòng)汽車中的母線主要負(fù)責(zé)各種系統(tǒng)中傳導(dǎo)電流敬扛，本文使用的母線類型為包覆成型母線现熔，其關(guān)鍵性能要求為能夠承受熱循環(huán)和熱沖擊而不出現(xiàn)開裂。

圖5. 電動(dòng)汽車中的包覆成型母線結(jié)構(gòu)

塞拉尼斯利用仿真分析方法和內(nèi)部測(cè)試臺(tái)來對(duì)母線結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱沖擊評(píng)估，通過材料選擇和設(shè)計(jì)優(yōu)化來提高母線的性能展霸。用于熱機(jī)械分析的有限元聯(lián)合方法工作流程如下：

1. 填充分析：提供玻璃纖維取向和插入位移

2. 熱結(jié)構(gòu)分析：預(yù)測(cè)潛在的熱循環(huán)失效蝎蛤，并優(yōu)化母線設(shè)計(jì)

3. Digimat的TEP卡片：溫度和纖維取向?qū)Σ牧闲阅艿挠绊懩Ｐ?/p>

圖6. 熱機(jī)械分析的有限元聯(lián)合方法

通過Digimat和有限元軟件的聯(lián)合仿真分析，能夠更好地捕捉失效關(guān)鍵位置并改進(jìn)有限元分析的精度（圖7）莺肌。進(jìn)一步挪吱，還可以針對(duì)母線結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱循環(huán)載荷下的失效分析（圖8）。

圖7. Digimat和有限元聯(lián)合仿真方法能夠更好捕捉失效關(guān)鍵位置

圖8. 母線結(jié)構(gòu)三個(gè)熱循環(huán)載荷后的失效指標(biāo)評(píng)估

04     總  結(jié)   

● 塞拉尼斯建立了Digimat和有限元軟件的聯(lián)合仿真分析工作流程艾维，用于改進(jìn)材料建模和數(shù)值預(yù)測(cè)

● 塞拉尼斯建立了相應(yīng)的測(cè)試平臺(tái)谭迄，以加深對(duì)復(fù)合材料行為的理解

● 塞拉尼斯與海克斯康在熱沖擊失效預(yù)測(cè)方面的開發(fā)和合作正在進(jìn)行中

● Digimat粘彈性材料卡已被用于支持電動(dòng)汽車防振部件的開發(fā)以及同類產(chǎn)品和零件的設(shè)計(jì)

（涸罚克斯康工業(yè)軟件）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)怔樊，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)安粤，也不構(gòu)成任何其他建議贫宫。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳枝誊，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)况芒，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻叶撒、圖片绝骚、文字如涉及作品版權(quán)問題，請(qǐng)第一時(shí)間告知祠够，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容压汪，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn古瓤。