Digimat-MF 

Digimat-MF (Mean-Field – поле осредненных величин) предназначен для определения механических, тепловых и электрических характеристик многофазных материалов методом гомогенизации. В основе работы Digimat-MF лежит микромеханический подход к моделированию материала: пользователь вводит характеристики каждой фазы материала и объемное/массовое содержание, определяет микроструктуру (форму, размер и ориентацию включений) и задает нагружение, прикладываемое к материалу. В результате получается модель многофазного материала, чувствительная к параметрам микроструктуры.

Свойства композитного материала вычисляются с помощью так называемого метода гомогенизации Мори-Танака, основанного на подходе Эшелби. Метод описывает поведение одной частицы в виде эллипсоида, включенной в материал матрицы. Форма частицы определяется отношением диаметра к длине. Метод гомогенизации позволяет получить макроскопические свойства композиционных материалов исходя из свойств каждый фазы (т.е. свойств материала на микроуровне).

Создание модели материала производится в дружественном интерфейсе Digimat-MF, следуя по дереву модели и последовательно вводя требуемые характеристики.

Пользователю предоставляются широкие возможности для моделирования многофазных материалов:

  • различные модели материалов для каждой фазы: линейная упругая, упругопластическая (с учетом упрочнения), гиперупругая, вязкоупругая, тепло- и электропроводимости, упруговязкопластическая, модели ползучести, и т.д.;

  • параметры микроструктуры: эллипсоидная форма включений (сфера, короткие, длинные и непрерывные волокна) с возможностью учета покрытия, неограниченное количество фаз, однослойные и многослойные материалы, однонаправленные слоистые и тканные (2D, 2.5D и 3D плетение) материалы, различные варианты ориентации включений (направленная, случайная или описываемая тензором ориентации), учет пор и т.д.;

  • методы гомогенизации: Mori-Tanaka, двойного включения;

  • схемы гомогенизации: первого и второго порядка;

  • различные виды нагружений: по типу (механические, температурные, термомеханические, электрические), по истории (монотонные, циклические, задаваемые пользователем), по направлению (одноосные, многоосные);

  • критерии разрушения: максимальных напряжений/ деформаций, Цая-Хилла 2D&3D, Аззи-Цая-Хилла 2D, Цая-Ву 2D&3D, Хашина-Ротема 2D, Хашина 2D&3D и т.д.;

  • возможность применения критериев разрушения как для каждой фазы на микроуровне, так и для всего материала на макроуровне.

Благодаря хорошо себя зарекомендовавшим математическим моделям гомогенизации и отработанным программным процедурам, Digimat-MF не требует значительных вычислительных ресурсов и может эффективно использоваться совместно с внешними решателями для связанного нелинейного конечно-элементного расчета конструкции.