PAM-COMPOSITES

使用简单易用的复合材料仿真软件,自信地构建无缺陷的轻量级复合材料产品爱游戏橄榄球

复合材料由于其轻质、强度和耐用性,在减少碳排放的竞赛中是关键的助推器。然而,当转向工业大规模生产时,这些材料将面临新的挑战:

  • 如何扩大生产以适应市场需求?
  • 如何快速适应新材料,跟上复合材料的创新速度?
  • 如何为最终产品定价以满足市场需求?爱游戏橄榄球

通常,这需要快速迭代,有时需要一种新的材料配置和工艺参数方法。模拟可以两者兼顾。

凭借ESI PAM-COMPOSITES的独特功能,您可以通过面向过程的工作流来研究复合材料制造链的每个步骤。材料信息和历史(局部剪切、局部纤维含量、取向、固化程度等),以及几何特性(形状、厚度等),从制造链的一个阶段无缝地传递到下一个阶段。这确保了在调整工艺参数以纠正缺陷和减少生产周期时的最大反馈精度。

一旦过程链被优化以满足产品公差,结果就很容易转移到设计部门进行“竣工”而不是“设计”的结构分析。这种方法使设计边际最小化,提高了减重效果。

PAM-COMPOSITES的好处

  • 市场上唯一能够识别和修复短纤维、长纤维或连续纤维复合材料产品制造缺陷的完整仿真链爱游戏橄榄球
  • 为精确和容易地确定“建成”复合材料产品的几何和材料特性打开大门,帮助设计部门在产品开发的早期爱游戏橄榄球
  • 其中一个工具包括:
    • 隔音材料和热成型
    • 树脂转移模塑(RTM),高压RTM和压缩RTM
    • 树脂灌注及其变种
    • 片状模塑复合材料(SMC)
    • 固化和结晶
    • 制造过程引起的几何变形
  • 通过检索设计部门定义的所有产品信息,链接到CATIA
  • 允许将制造结果顺利转移到设计部门进行“竣工”结构分析

日产采用了压缩rtm (C-RTM)技术,这是一种复杂的复合材料制造工艺,在注入树脂的过程中,使印章部分打开,以减少树脂在模具中扩散的时间。ESI PAM-COMPOSITES的使用使得日产成功地摆脱了反复试验的困境,并通过实施一种新的模拟方法,使用预测CAE重新定义了C-RTM。因此,该团队成功地将制造周期时间大幅缩短了80%,这将为碳纤维部件在轻量化汽车的大规模生产提供支持。

Rieko山口
日产汽车生产工程与发展部汽车制造元件工程组

悬垂和热成形模拟

PAM-FORM, 中的复合材料成形仿真模块PAM-COMPOSITES,用于模拟干织物的预成型过程或热固性或热塑性树脂制成的纤维增强复合材料(有机薄板、GFRP、CFRP…)的热成型过程。

PAM-FORM允许你建模广泛的过程,包括:

  • 冲压使用两个刚性模具
  • 橡胶垫形成
  • 隔膜形成
  • 和更多的

这个模块可以用来预测如下现象:

  • 纤维取向
  • 厚度分布
  • 最佳初始平面图
  • 菌株
  • 强调
  • 桥接
  • 起皱

这些结果可用于层压层和铺设层,允许您预测内部褶皱的情况,例如,通过物理原型的视觉检查是不可见的。PAM-FORM包括材料模型单向(UD),非卷曲织物(NCF),机织织物,干织物,热固性预浸料,和有机薄板。

PAM-FORM消除了制造缺陷,提高了产品质量在产品开发过程中,在任何工具被切割之前,得益于以下工艺参数的优化:

  • 工具速度
  • 温度和压力循环
  • 夹紧条件及力
  • 层压板顺序,铺层方向
  • 工具设计

在识别出制造问题之后,还可以在稍后的过程中使用模拟来纠正这些问题。

RTM、HPRTM、CRTM和VARI仿真

PAM-RTM,树脂成型软件模块 PAM-COMPOSITES,用于模拟预成型件的树脂注射或树脂灌注。

PAM-RTM可以建模多种过程,包括:

  • 树脂转移模塑(RTM)
  • 真空辅助树脂输注(VARI)
  • 压缩RTM (CRTM)
  • 高压RTM (HP-RTM)
  • 和许多更多

该模块预测树脂如何在可能包括插入物(金属、木材、泡沫)的预成型中流动。

使用PAM-RTM,消除RTM制造缺陷,提高产品质量,在产品开发过程中,在切割任何刀具之前,由于以下工艺参数的优化:

  • 注射/注射策略(选择LCM -液体复合成型-工艺)
  • 注入压力或流量
  • 温度循环(工具和树脂)
  • 喷射口、通风口和真空口的位置
  • 流动介质的类型和定位

在识别出制造问题之后,还可以在稍后的过程中使用模拟来纠正这些问题。

典型的仿真结果表明:

  • 填充时间
  • 出现干斑或纤维洗涤的风险
  • 流前速度
  • 施加在模具上的压力

液体复合材料成型(LCM)模拟的一个关键参数是预制件增强件的透气性。渗透性高度依赖于纤维取向,因此在注射/注射过程模拟中必须考虑这些纤维取向。使用几何方法来近似预成型中纤维的方向。然而,它也可以使用在PAM-FORM 中计算的精确的光纤方向执行模拟

由于其独特,高性能的DMP求解器,PAM-RTM可以处理大型的数值模型使用壳或固体单元。这些大型数值模型在风力发电行业中非常常见,因为风力发电行业的部件尺寸较大,而在汽车行业中,由于详细的几何形状需要较小的元件尺寸。

PAM-RTM能够处理由固体元素制成的非常小到巨大的模型。这种强大的建模能力需要捕捉树脂如何流经厚度,并识别内部干燥区域的风险。

PAM-RTM的主要功能包括:

  • 喷射门和排气口的有条件的开启和关闭
  • 自动流量控制,降低孔隙率
  • 重力的影响
  • 用于预成型件中纤维角度估计的顺序悬垂模块
  • 填充和固化模拟的链接,可能包括“过度填充”
  • 耦合与 PAM-FORM 和 PAM-DISTORTION
  • 变异性分析实验设计(DoE)

固化,结晶,几何变形模拟

ESI PAM-COMPOSITES打开了一扇门,用于分析热固性组分的固化,在蒸压釜内或蒸压釜外(OOA),以及分析热塑性组分的结晶现象。它还通过其PAM-DISTORTION模块预测了制造引起的残余应力和所产生的复合材料零件的几何变形。在制造过程中,由热固性基体制成的复合材料零件要经过固化操作,将树脂从液态转变为固态。这种热化学过程产生的残余应力将使零件变形。

利用ESI PAM-COMPOSITES对固化工艺进行分析,优化固化周期,预测固化时间和固化温度、固化程度在固化周期中的变化。

控制复合材料零件的几何变形是大多数行业的一个关键挑战(例如高性能航空结构零件有严格的公差)。爱游戏ayx11选5对公差的尊重是强制性的适当的装配,并成为至关重要的处理实质性的部件,如风叶片。

ESI PAM-COMPOSITES是昂贵且耗时的物理试验的替代品。预测制造引起的形状畸变,使加工和工艺修正可能之前进行试验。ESI PAM-COMPOSITES计算形状变形时考虑到主要的影响现象,包括层压层合、树脂热膨胀、固化收缩、固化温度和模具热膨胀。

板材成型复合材料模拟

片状模塑复合材料(SMC)是一种多用途的轻量级解决方案,可以很容易地模塑成复杂的形状,允许用一个或几个SMC部件替换许多金属部件。这是一个成熟的技术,制造净形(无后期操作)高性能的零件在大规模生产系列,在非常有竞争力的成本。

SMC面临的最大挑战是在产品开发过程中预测和控制生产部件的局部材料特性。这些特性在很大程度上取决于纤维在材料压缩过程中如何重新组织(位置、取向和密度)。

为了解决这个问题,我们在ESI PAM-COMPOSITES 2020中引入了一个新的SMC模块。此模块用于早期设计阶段,此时工程部门需要快速评估或迭代新的设计。由于SMC材料性能与制造过程密切相关,因此需要一种模拟工具来帮助设计工程师快速、轻松地预测局部性能。

SMC模块允许直接链接到VPS提供:

  • SMC独特的端到端(从制造到性能)能力
  • 适应于早期设计的成形和填充模拟(快速适应多次迭代)

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