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Altair Multiscale Designer 是一款用于開發(fā)各種多尺度材料模型并進(jìn)行仿真的高效工具，適用于連續(xù)纖維、織物、短切纖維復(fù)合材料、蜂窩芯材、鋼筋混凝土、土壤、骨骼以及其他各類各向異性材料。應(yīng)用包括針對設(shè)計(jì)進(jìn)行多尺度材料建模、極限失效、基于統(tǒng)計(jì)的材料許用強(qiáng)度、疲勞、斷裂、沖擊、碰撞、環(huán)境降解以及多物理場仿真，并為商用 FEA 求解器 Altair OptiStruct,Altair Radioss,LS-DYNA 和Abaqus 提供插件。

產(chǎn)品亮點(diǎn)

1. 適用于連續(xù)、長、短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

2. 內(nèi)置參數(shù)化單胞模型，支持用戶自定義單胞模型

3. 準(zhǔn)確、高效的仿真材料非線性段至極限失效

4. 可將注塑分析的纖維流向映射到結(jié)構(gòu)網(wǎng)格

5. 內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停蓪Σ牧线M(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)仿真

6. 提供高效的商業(yè)有限元求解器接口，支持Altair OptiStruct,Altair Radioss,LS-DYNA 以及 Abaqus

優(yōu)勢

在市場現(xiàn)有的各式各樣的多尺度建模框架中，Multiscale Designer 獨(dú)樹一幟的將易用性、高效性、準(zhǔn)確性和多功能性進(jìn)行了**結(jié)合。

易用性

Multiscale Designer 提供了方便快捷的建立連續(xù)型、離散型復(fù)合材料定義及驗(yàn)證的方法。用戶可定義單向加強(qiáng)型復(fù)合材料、編織型復(fù)合材料，可定義長短纖維加強(qiáng)，如光纖、玻纖、凱夫拉加強(qiáng)的熱塑性、熱固性復(fù)合材料，整個過程可通過 4 步法快速實(shí)現(xiàn):

1. 單胞模型定義

2. 線性材料屬性定義

3. 模型降階

4. 非線性材料屬性定義

建立的多尺度模型可通過虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證后的材料模型可耦合商業(yè)有限元軟件,包括 Altair OptiStruct?,AltairRadioss?，LSDYNA，ABAQUS，進(jìn)行結(jié)構(gòu)求解。

計(jì)算高效

傳統(tǒng)的針對多尺度材料分析的均勻化方法存在計(jì)算效率和計(jì)算精度無法同時(shí)滿足的問題，Multiscale Designer 采用獨(dú)有的降階技術(shù)很好的解決了這個問題。Multiscale Designer 先建立3D單胞模型，然后對單胞模型進(jìn)行降階，通過對單胞模型進(jìn)行一次計(jì)算得到單胞模型的宏觀各向異性線性和非線性材料參數(shù)，在結(jié)合宏觀有限元仿真時(shí)，每個單元的積分點(diǎn)會調(diào)用該材料參數(shù)進(jìn)行剛度、應(yīng)力的計(jì)算，無需重復(fù)求解單胞模型，很好的解決了計(jì)算效率及精度的問題。

高精度

Multiscale Designer 在單胞模型中為基體和纖維賦予了 MultiscaleDesigner 所特有的非線性材料，這些模型包括針對脆性材料，如玻璃纖維碳纖維的損傷模型，針對延性基體的塑性模型、高級混合損傷模型等。這些材料模型通過大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其在單向加強(qiáng)型復(fù)合材料、編織型復(fù)合材料和短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料上的準(zhǔn)確性。

通用性

Multiscale Designer 內(nèi)置了具備宏觀有限元求解器，內(nèi)部建立了參數(shù)化的標(biāo)準(zhǔn)試件庫，包括純剪、純彎、V 型缺口試件及無缺口試件等，可快速對這些標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行多尺度仿真。MultiscaleDesigner 隨機(jī)性分析模塊集成了蒙特卡羅方法、稀疏網(wǎng)格隨機(jī)分析方法，每個材料參數(shù)可通過均值、方差、概率分布類型定義一個概率密度函數(shù)，隨機(jī)分析的輸出為概率密度函數(shù)，通過這些概率密度函數(shù)可直接計(jì)算 A、B 許用值。

功能

力學(xué)特性分析

Multiscale Designer-Mechanical基于微觀分析方法，直接對微觀介質(zhì)進(jìn)行線性和非線性的力學(xué)分析。****的基于特征應(yīng)變的單胞簡化模型使得多尺度分析的計(jì)算成本與傳統(tǒng)單一宏觀模型的計(jì)算成本相當(dāng)。

Multiscale Designer-Mechanical提供正向和逆向建模功能。正向建模:輸入編織體構(gòu)型、組分(纖維、基體)等工藝參數(shù)、力學(xué)性能參數(shù)，計(jì)算預(yù)測宏觀材料性能;逆向建模:輸入宏觀測試數(shù)據(jù)，部分組分性能，逆推組分性能，組合重現(xiàn)宏觀性能。其中逆向建模包括線彈性校核和非線性校核逆推。

Multiscale Designer-Mechanica已針對 50 多種基準(zhǔn)問題在各種復(fù)合材料產(chǎn)品形式的樣片和組件層級進(jìn)行了驗(yàn)證。

隨機(jī)性分析

Multiscale Designer-Stochastics提供正向和逆向隨機(jī)仿真功能。正向隨

機(jī)仿真過程假定微觀幾何和構(gòu)成屬性的可變性，由此計(jì)算出感興趣的宏觀數(shù)量的概率分布函數(shù)。逆向隨機(jī)仿真過程根據(jù)宏觀(取樣片)層級實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可變性對微觀組成屬性的概率分布函數(shù)進(jìn)行分析。Multiscale Designer-Stochastics可直接提供獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持的 A、B 基準(zhǔn)許用值。