Composites
Materiali Compositi
Definiti come “engineered materials”, i compositi offrono alle aziende manifatturiere molti vantaggi in termini di peso e prestazioni. Nonostante ciò, comportano alcune sfide nella fase di progettazione, rispetto a normali materiali come i metalli. Delaminazioni, microfessurazioni o altri eventi meccanici, che non sono fattori importanti nella progettazione con metalli, sono invece fondamentali per i compositi, perché possono portare ad eventuali danneggiamenti. A causa dei processi di produzione lunghi e costosi, la prototipazione fisica di componenti in composito è poco pratica. Senza i necessari strumenti di Computer Aided Engineering, la selezione del materiale giusto può essere costosa in termini di tempo e risorse.
Le funzionalità dei prodotti MSC per i compositi consentono di analizzare e migliorare la progettazione di compositi complessi. Gli strumenti offerti da MSC sono ideali per numerose tipologie di compositi, come compositi avanzati, pannelli sandwich, plastiche, nano compositi, metalli duri e altri.
MSC Software offre diverse opzioni di modellazione dei compositi:
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Ambiti di applicazione:
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Identificare e risolvere eventuali problemi di produzione nella fase di progettazione consente di risparmiare notevoli costi a valle. Ad esempio, molti componenti in composito richiedono un’impilatura di multiple lamine su superfici curve. Questo può portare a tagli sul materiale, eccessivi allungamenti e cambiamenti dell’orientamento delle fibre, che potrebbero compromettere la struttura. Gli algoritmi di MSC affrontano questi problemi consentendo di prevedere l’orientamento delle fibre e il taglio di lamine unidirezionali e intessute che vengono posizionate intorno a superfici curve e complesse.
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Con le soluzioni MSC Software, è possibile studiare il comportamento delle strutture in composito attraverso tutto lo spettro di carico. E’ possibile fare analisi lineari e non lineari per prevedere accuratamente la risposta delle strutture.
Il lavoro di modellazione può essere ridotto grazie ad algoritmi di contatto facili da usare, mantenendo la robustezza e l’accuratezza necessarie alle strutture in composito. |
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A causa della natura eterogenea e a livelli dei materiali compositi, molti meccanismi di rottura ne riducono la performance. Il processo di danneggiamento può essere graduale e condurre prima alla degradazione e poi alla rottura.
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Le soluzioni per l’ottimizzazione di MSC consentono agli utenti di ottimizzare i prodotti risparmiando costi di materiale. I materiali compositi possono essere progettati per adattarsi ad applicazioni specifiche. Progettare per tentativi attraverso prototipi fisici può essere molto costoso. Le soluzioni di MSC consentono agli utenti di ottimizzare i loro progetti risparmiando costi di materiale, riducendo il peso e calcolando lo spessore e l’orientamento di ogni lamina. MSC sostiene l’innovazione fornendo una gamma completa di funzioni che includono l'ottimizzazione di forma, dimensione e topologica. |
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Digimat consente agli ingegneri di realizzare analisi di compositi a micro e macro scala, per calcolare le loro proprietà meccaniche, termiche ed elettriche e utilizzarle in ogni tipo di analisi a elementi finiti. Nel caso di materiali stampati, gli ingegneri solitamente iniziano la modellazione raccogliendo informazioni sul materiale e dati sull’orientamento delle fibre attraverso Moldflow, 3D-Sigma, Moldex3D, Simpoe o da altre soluzioni per la simulazione dell’iniezione dello stampaggio. Digimat-MAP calcola tensioni residue e temperatura dalla mesh di stampaggio a iniezione e definisce la mesh a elementi finiti dalla struttura ideale. Da qui, gli ingegneri importano questi parametri in un programma come MSC Nastran o Marc. Possono anche usare Digimat’s MF, MX, FE modules per verificare i dati ottenuti dai test sul composito e i suoi costituenti e identificare i materiali più adatti. |