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電磁界解析 EMC設計のための電磁界解析ソフトウェア EMCoS Studio

IMPETUS®/VALIMAT®の特長

高精度かつ効率的に材料モデルのパラメータを同定

自動車を始めとする様々な産業において、樹脂、複合材、発泡材および高張力鋼などの新しい材料の適用が拡大しています。一方で、その複雑な材料挙動を再現するため、高度かつ複雑な材料モデルの開発が進んでいます。高度化した材料モデルは、一般に数多くのパラメータを必要とします。材料試験から直接決定できないパラメータ、解析モデルに依存するパラメータも多く、いかに高精度かつ効率的にパラメータを求めるかが課題です。
材料同定ソリューション IMPETUS®/VALIMAT®は、このような課題を解決をするため、材料の中でも特に樹脂や複合材などの高度な材料モデルについて、試験から材料パラメータフィッティングまでの一連の材料同定を高精度かつ効率的に実施します。

材料モデルの特性を考慮したパラメータを同定

豊富な材料モデル(硬化則の例) 豊富な材料モデル(硬化則の例)

解析で用いられる材料の変形特性として弾塑性特性や速度依存性、特に樹脂材料では静水圧依存性、塑性後の体積変化なども考慮する必要があります。VALIMAT®ではそれぞれの特性を同定するための材料モデルの式が用意されており、後述のリバースエンジニアリングに基づく最適化計算でベストな材料パラメータをフィッティングします。例えば、硬化特性として一般的な硬化則のほかに塑性ポアソン比を考慮できる4a社独自の材料モデルなどが用意されており、フィッティングしたい材料に応じて材料モデルを選択いただけます。

同定しにくい破断パラメータをフィッティング

樹脂材料に適した4a社独自の破断近似モデル 樹脂材料に適した4a社独自の破断近似モデル

破断を予測するための材料モデルとして、LS-DYNAの解析では応力三軸度/Lodeパラメータ依存・ひずみ速度依存を考慮できるGISSMOやDIEMなどを利用できますが、材料ごとに適切なパラメータを求めることは容易ではありません。どのように試験を行い、破断の材料パラメータを同定するかはノウハウも必要であり、精度の良い材料カードを得るには大きな労力を要します。
IMPETUS®/VALIMAT®は、材料の中でも特に樹脂材料に適した同定フローならびに4a社独自の破断近似モデルを用意しており、フローに従って高精度かつ効率的に破断解析のための材料パラメータをフィッティングできます。

リバースエンジニアリングで高精度に材料を同定

非線形性が強い解析では、FEMメッシュがソリッド要素かシェル要素か、また要素フォーミュレーション、メッシュサイズなどに依存して応力/ひずみ分布が変化します。そのため材料同定する際には実製品の解析で用いられている要素タイプやメッシュサイズにすることが望ましいです。
VALIMAT®は、解析対象としたい実製品と同じ要素タイプ・メッシュサイズでIMPETUS®の材料試験を模擬するFEモデルを生成できるため、リバースエンジニアリングによる、より高精度な材料パラメータ同定が可能です。

VALIMAT®でFEモデルを生成可能な試験形態 材料試験を模擬するFEモデル生成 材料試験を模擬するFEモデル生成

開発元

4a engineering社は、プラスチックエンジニアンリングと材料科学を専門に研究開発を進めるオーストリアの企業です。特に動的な材料特性の同定技術に強みをもつ樹脂材料や複合材のエキスパート企業として、動的試験装置(IMPETUS®)や材料パラメータ同定のソフトウェア(VALIMAT®)を開発しています。

開発元URL:https://www.4a-engineering.at/

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