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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)計進(jìn)行多尺度材料建模、極限失效、基于統(tǒng)計的材料許用強(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

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)實驗?zāi)Ｐ?，可對材料進(jìn)行虛擬實驗仿真

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驗進(jìn)行驗證，驗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算效率和計算精度無法同時滿足的問題，Multiscale Designer 采用獨有的降階技術(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，每個單元的積分點會調(diào)用該材料參數(shù)進(jìn)行剛度、應(yīng)力的計算，無需重復(fù)求解單胞模型，很好的解決了計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驗驗證了其在單向加強(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算成本與傳統(tǒng)單一宏觀模型的計算成本相當(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)層級實驗數(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可直接提供獲得實驗數(shù)據(jù)支持的 A、B 基準(zhǔn)許用值。