Marc & Mentat
Geavanceerde niet-lineaire simulaties
Voor impliciete niet-lineaire eindige elementenanalyses (EEA) bieden Marc & Mentat een volledige oplossing met zowel pre-processoren, analyse-modules als post-processoren. Vandaag levert Marc de eenvoudigste en meest robuuste niet-lineaire berekeningsmogelijkheden voor de contactsimulaties, grote vervormingen / rekken of multifysische analyses in het statische of quasi-statische domein.
De eindige elementenanalyse (EEA) is een essentieel onderdeel van het productontwikkelingsproces geworden, maar de meeste EEA-programma’s zijn beperkt tot lineaire materiaaleigenschappen en tot kleine vervormingen en/of kleine rotaties. Verschillende softwareleveranciers beweren pakketten met niet-lineaire mogelijkheden te bezitten, maar slechts weinig van deze pakketten kunnen consequent en betrouwbaar problemen oplossen waarbij niet-lineair contact tussen onderdelen van het model optreedt en/of waar grote vervormingen ten gevolge van plasticiteit of elastomeer-gedrag voorkomt. Zodra het probleem zwaar niet-lineair wordt, zullen zelfs de meest gerespecteerde niet-lineaire analysescodes vaak overstappen naar expliciete dynamica en trucs gebruiken (zoals mass-scaling) om een compromis te vinden tussen oplossingsnauwkeurigheid en het wijzigen van de fysica van het probleem. Vanwege deze beperkingen zijn verschillende aspecten van het gedrag van het product die onverklaarbaar en dit tot er een fysiek prototype beschikbaar is. Dit leidt tot late en dure wijzigingen van het ontwerp en soms ook tot het falen van het product.
Marc heeft geen dergelijke beperkingen. Reeds van in de beginfase van de ontwikkeling van het product maakt Marc gebruik van zeer geavanceerde wiskunde en EE-technologie om niet-lineaire problemen op te lossen. Marc bevat ook compleet gekoppelde multifysische simulatiemogelijkheden, zoals de koppelingen tussen structuur, warmte, vloeistoffen, akoestiek, elektriciteit , en magnetisme.
Temperatuurverdeling na een breuk
Verdeling van magnetische inductie
Mogelijkheden:
Contact tussen tandwielen
Realistische simulaties van assemblages door nauwkeurige contactanalyses
Van alle beschikbare EEA-paketten biedt Marc de meest robuuste en gebruiksvriendelijke mogelijkheden voor contactsimulaties. Artificiële concepten zoals “slidelines”, “penalty-stiffness” en gap-elementen zijn overbodig. De gebruiker definieert enkel welke lichamen met elkaar in contact kunnen komen en Marc doet de rest. Ook het contact van een onderdeel met zichzelf wordt door Marc met uiterst gemak verwerkt. Uiteraard houdt Marc rekening met wrijvingseffecten, die uitermate belangrijk zijn bij het niet-lineair gedrag van verschillende toepassingen zoals bv. het contact tussen het werkstuk en de matrijs bij een dieptrekoperatie, het slip-stick effect van een ruitenwisser op de voorruit …
Velg met band
Nauwkeurige resultaten door niet-lineaire materiaalmodellen
Of het ontwerp nu uit glas, rubber, staal of beton is opgebouwd, Marc bezit een uitgebreide materiaalbibliotheek van metalen en niet-metalen. Daarnaast bestaat er ook een bibliotheek met 175 specifieke elementen voor structurele, thermische of vloeistofanalyses. Elastomeermaterialen kunnen worden gedefinieerd aan de hand van de meest bekende materiaalmodellen zoals Mooney-Rivlin, Boyce-Arruda, en YYY. De in Mentat ingebouwde curve-fit routines bepalen de vereiste coëfficïënten uitgaande van de spannings/rek-data. Ook voor het plastisch gedrag zijn diverse modellen beschikbaar evenals speciale elementtypes die automatisch problemen zoals ‘hourglassing’ bij grote vervormingen opvangen.
Remeshing toegepast op scheurvorming
Adaptief meshing verbetert de convergentie
Bij het optreden van grote vervormingen (rekken) kunnen elementen dusdanig vervormd worden dat de contactvoorwaarden gewijzigd worden, wat de mesh eigenlijk ongeschikt maakt voor verdere simulatie. Binnen de tijdstappen van de simulatie zal Marc automatisch het elementennet wijzigen zodat convergentie bereikt wordt en het gedrag nauwkeurig verder gesimuleerd wordt. De meest complexe niet-lineaire problemen worden succesvol met Marc en het adaptief meshen opgelost: pakkingen in de olie-industrie, blowforming van flessen, dichtingsringen voor de auto-industrie, …
Magnetostatica – structuuranalyse
Multifysische analyses leiden tot realistische resultaten
Om nauwkeurige simulaties van het product te realiseren moet de ontwerper of ingenieur rekening houden met alle fysische aspecten van het probleem. Zich baseren op slechts een deelaspect van de complete fysica kan leiden tot foutieve beslissingen en dus tot inefficiënte ontwerpen. Vaak is de invloed van niet-structurele fysische fenomenen op het structuurgedrag echter een noodzaak wil men het gedrag van het product volledig begrijpen. Voorbeelden waar een dergelijke koppeling noodzakelijk is: de opwarming van een elektrische geleider en zijn invloed op de vervorming van een naburige structuur, microelectronische mechanische systemen (MEMS), …
De multifysische mogelijkheden van Marc, in combinatie met krachtige niet-lineaire structuuranalyses, bieden zeer nauwkeurige resultaten die leiden tot betere en meer betrouwbare ontwerpen. Marc kan worden gebruikt voor het koppelen van verschillende fysische aspecten zoals het structureel gedrag, het thermisch gedrag, interactie met vloeistoffen, magnetostatica, elektrostatica, elektromagnetisme, … Die koppelingen komen vaak voor bij de simulatie van allerhande fabricageprocessen zoals metaalomvormen, lassen, thermoharden, …
Parallel processing
Parallel processing versnelt het analyseproces
Parallelle systemen en multicore-systemen worden heel vaak gebruikt voor eindige elementenanalyses. Het parallelliseren van Marc was al een feit nog voor dergelijke systemen sterk verspreid op de markt kwamen. Die parallelle analysemogelijkheden binnen Marc zijn al bijna 15 jaar beschikbaar en heel uitvoerig getest. In tegenstelling tot concurrentiële producten richt Marc zich zowel op het parallelliseren van het oplossen van de matrices als op alle andere stappen van de analyse: het assembleren van de matrix, het oplossen én de spanningsrecuperatie. Op die manier haalt u meer uit uw hardware.
Dieptrek-simulatie
Hogere productiviteit door analyse van vervaardigingsproces
Een succesvolle simulatie van een fabricageproces wordt hoofdzakelijk bepaald door de sterkte van het EEA-pakket op het vlak van niet-lineaire analyses en de mogelijkheid multifysische fenomenen in rekening te brengen zoals bv. thermo-structurele koppelingen. De superieure niet-lineaire oplossingsalgoritmes, de robuustheid voor het modelleren van contactzones en het automatisch remeshen maken van Marc de ideale oplossing voor het simuleren van allerhande productieprocessen zoals het smeden, lassen, afschrikken en harden.
Patran pre-/postprocessing ondersteuning voor Marc
Geïntegreerde pre/post-processoren voor toegankelijkere niet-lineaire EEA
Zowel Partan als Mentat zijn pre- en postprocessoren die de mogelijkheden van Marc kunnen sturen. Mentat biedt de unieke mogelijkheid om grote problemen parallel te verwerken door gebruik te maken van domeindecompositie. Belastingsgevallen kunnen afkomstig zijn van fysieke of virtuele testsimulaties (afkomstig van ADAMS). AFEA is een gebundelde versie van Patran en Marc.
Aanverwante toepassingen:
Meer informatie
D2S International biedt consultancy services aan en gebruikt daarvoor eindige elementen software van HEXAGON (MSC Software).