Was ist MatScape?
MatScape ist das intelligente Materialmodellierungswerkzeug der PART Software Suite. Die Software stellt berechnungsfähige Materialkarten und Festigkeitskennwerte für die werkstoffgerechte FEM-Analyse bereit und macht Materialdaten damit direkt für Simulation und Bewertung nutzbar.
- Berechnungsfähige Materialkarten für die werkstoffgerechte FEM-Analyse bereitstellen.
- Festigkeitskennwerte und Auslegungsgrenzen für die Bewertung von FEM-Ergebnissen nutzbar machen.
- Werkstoffintelligenz der PART Software Suite in einem zentralen Werkzeug bündeln.
- Einfach anwendbar und auf den Berechner zugeschnitten, statt komplexer Materialdaten-Managementsysteme.
Warum Materialdaten in der Praxis oft nicht direkt nutzbar sind
Für belastbare Simulationen werden nicht nur Werkstoffdaten, sondern direkt nutzbare Materialkarten und passende Auslegungsgrenzen benötigt. In der Praxis fehlen dafür oft Daten und geeignete Workflows zur Kalibrierung und Validierung. Das führt zu unnötigem Aufwand, Unsicherheit und oft nicht nutzbaren Ergebnissen.
Fehlende Materialkarten
Viele Datenquellen liefern Werkstoffdaten nur als Tabellen oder Diagramme. Für die Simulation fehlen damit oft direkt nutzbare Materialkarten.
- Tabellenwerte allein reichen für die FEM nicht aus
- berechnungsfähige Materialkarten fehlen häufig
- zusätzliche Aufbereitung wird manuell notwendig
Fehlende höherwertige Materialdaten
Auch wenn Materialkarten exportierbar sind, fehlen oft die wirklich passenden Daten für den konkreten Werkstoff und das gewünschte Materialmodell.
- unspezifische Datenbanken decken viele Werkstoffklassen nur allgemein ab
- nur einfache Standardmodelle sind oft verfügbar
- Zeit- und Kostenaufwand für zusätzliche Datenermittlung ist hoch
Fehlende Auslegungsgrenzen
Gerade bei Kunststoffen fehlen häufig anisotrope Kennwerte oder zyklische Festigkeitskennwerte für den konkreten Handelstyp und Lastfall.
- anisotrope Kennwerte sind oft nicht vorhanden
- zyklische Festigkeitskennwerte fehlen besonders häufig
- Vorhandene Daten passen oft nicht zum realen Bauteil oder Lastfall
Komplizierte Vorgehensweisen
Viele Systeme sind zwar leistungsfähig, aber in der Anwendung aufwendig. Die Datenbasis muss oft vollständig selbst aufgebaut und gepflegt werden.
- umfangreiche Systeme sind nicht auf den direkten Simulationsalltag zugeschnitten
- Datenpflege durch den Anwender erzeugt zusätzlichen Aufwand
- komplizierte Benutzung bremst den Workflow
Fehlende Spezialkenntnisse
Valide Materialkarten aus Werkstoffrohdaten abzuleiten erfordert oft tiefes Fachwissen. Dieses Spezialwissen steht im Alltag nicht immer dort zur Verfügung, wo es gebraucht wird.
- Materialkarten validieren erfordert Spezialwissen
- Kompetenzlücken entstehen zwischen Werkstoff- und Simulationsexpertise
- die Demokratisierung der Simulation erhöht den Bedarf an einfach nutzbaren Lösungen
Wie löst MatScape das Problem?
MatScape macht aus Werkstoffdaten direkt nutzbare Materialkarten und Auslegungsgrenzen für die Simulation. So werden Materialmodellierung, Bewertung und Datennutzung deutlich einfacher, nachvollziehbarer und schneller anwendbar.
Werkstoffintelligenz wird direkt nutzbar
MatScape stellt für viele Handelstypen berechnungsfähige Materialkarten für verschiedene FEM-Programme bereit. Auch aus lückenhaften Werkstoffrohdaten können in intuitiver Weise nutzbare Materialkarten erstellt werden. Zusätzlich lassen sich Auslegungsgrenzen für den Festigkeitsnachweis von Kunststoffbauteilen auf Knopfdruck ermitteln.
- berechnungsfähige Materialkarten für verschiedene FEM-Programme
- nutzbar auch bei lückenhaften Werkstoffdaten
- Auslegungsgrenzen auf Knopfdruck für Festigkeitsnachweise
- intuitive Anwendung statt aufwendiger Einzelaufbereitung
Anisotrope Materialkarten werden einfacher erstellbar
MatScape nutzt intelligente Algorithmen, um bei kurzfaserverstärkten Kunststoffen auch anisotrope Materialkarten zu erzeugen. Dadurch können richtungsabhängige Werkstoffeigenschaften berücksichtigt werden, selbst wenn keine vollständig richtungsabhängigen Materialdaten vorliegen.
- anisotrope Materialkarten für kurzfaserverstärkte Kunststoffe
- intelligente Algorithmen zur Ableitung fehlender Informationen
- richtungsabhängige Eigenschaften werden in der Simulation nutzbar
- weniger manuelle Spezialistenarbeit bei komplexem Werkstoffverhalten
Wie passt MatScape in die Gesamtlösung?
MatScape ist Teil der PART Software Suite und wird in Kombination mit weiteren Modulen wie Converse und S-Life eingesetzt. Testen Sie selber, wie die Module zusammenarbeiten und wie sie sich sinnvoll in Ihre CAE-Prozesse integrieren lassen.
Features und Funktionen
Unterstützte Materialkarten
| isotropic | anisotropic | |
|---|---|---|
| material cards |
*ELASTIC *PLASTIC *EXPANSION |
*ELASTIC *PLASTIC *POTENTIAL *EXPANSION |
| material cards |
MPTEMP MPDATA TB, PLASTIC |
MPTEMP MPDATA TB, PLASTIC TB, HILL |
| material cards |
*MAT_ELASTIC (MAT_1) *MAT_ELASTIC_PLASTIC_THERMAL (MAT_4) *MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY (MAT_24) |
*MAT_ORTHO_ELASTIC_PLASTIC (MAT_108) *MAT_ANISOTROPIC_ELASTIC_PLASTIC (MAT_157) |
| material cards | – |
ORTHOTROPIC ORTHO TEMP |
| material cards |
MAT1 MATT1 MATS1 TABLEST |
MAT9 MATT9 TABLEM1 |
| material cards |
MAT1 MATT1 MATS1 TABLES1 |
MAT9OR PLASTIC CRIT, HILL |
| material cards | – | $MATERIAL TYPE = ORTHO |
| material cards |
/MAT/LAW1 /MAT/LAW36 |
/MAT/CONVERSE |
| material cards |
MAT1 MATT1 MATS1 TABLEST |
MAT9 MATT9 TABLEM1 |
| material cards | – |
.MAT BEHA "ELASTIC" |
Funktionen
| Details | |
|---|---|
|
Herstellerautorisierte Materialdaten Qualitativ hochwertige herstellerautorisierte Materialdaten verschiedener Kunststoff-Rohstoffanbieter, u.a. Ascend, Barlog Plastics, EMS-Grivory, Envalior, Mocom, Radici, Toray Eigene Werkstoffdaten Eigene Werkstoffdaten können eingepflegt werden. |
|
|
Vordefinierte Materialkarten Isotrope und anisotrope vordefinierte Materialkarten für viele Kunststoff-Handelstypen und FE-Solver (siehe Tabelle Unterstützte Materialkarten) Einfache Erstellung von Materialkarten Einfache prozessgeführte Erstellung von eigenen Materialkarten auch wenn die Datenbasis unvollständig ist Multiskalenmodellierung Multiskalenmodellierung anisotroper orientierungsgradabhängiger Steifigkeitskennwerte über Mori-Tanaka Ansatz Rekonstruktion der Orientierungsverteilung Rekonstruktion der Orientierungsverteilungsfunktion über Maximum Entropie Ansatz Anisotrope Plastizität Anisotrope Plastizität wird über eine orientierungsgradabhängige Hill Fließfunktion abgebildet |
|
|
Statische Auslegungsgrenzen Ableitung handelstypspezifischen statischen Auslegungsgrenzen für kurzzeitige einmalige und mehrmalige sowie langzeitige Belastung Zyklische Auslegungsgrenzen Ableitung von handelstypspezifischen Wöhlerkurven im Bereich von N=104 bis 107 für variable Spannungsverhältnisse |
|
|
Statische und zyklische Daten Kurzzeitige und isochrone Spannungs-Dehnungs-Kurven, Zeitstandkurven, Wöhler-Kurven, Haigh-Diagramm Spezielle Darstellungen Auslegungsgrenzen nach VDI 2016/Verfahren A&B und SSK-Verfahren, Polar-Diagramm Darstellung der anisotropen Probekörpereigenschaften für kurzfaserverstärkter Kunststofftypen, Orientierungsprofile zur Materialkartenerstellung |
|
|
Export von Materialkarten Export von Materialkarten für eine Vielzahl FE-Solver (siehe Tabelle Unterstützte Materialkarten) Workflow anisotrope FE-Analyse Anbindung an Converse zur Erstellung bauteilspezifischer anisotroper multiskalen FE-Berechnungsmodelle Workflow Festigkeitsnachweis Anbindung an S-Life Plastics zur Durchführung des statischen und zyklischen Festigkeitsnachweises |
|
|
Rekonstruktion von Spannungs-Dehnungs-Daten Rekonstruktion von vollständigen Spannungs-Dehnungs-Kurven aus single-point-Daten (E-Modul, Streck-/Bruchspannung & -dehnung) über analytische Ansätze Rohdatenaufbereitung und -validierung Kurven-Bearbeitungs-Tools und Plausibilitätschecks zur Erzielung numerisch valider Materialkarten Ermittlung elastischer Eigenschaften faserverstärkter Kunststoffe Composite und Short Fiber Calculator zur Berechnung elastischer Eigenschaften kurz- und langfaserverstärkter Kunststofftypen auf Basis mikromechanischer Modelle Abschätzung von Bindenahtfestigkeiten Weldline Calculator zur Abschätzung der Bindenahtfestigkeit auf Basis von Kunststofftyp und Bindenahtwinkel Rechte- und Änderungs-Management Rechte- und Änderungs-Management für erstellte Materialkarten zur Nachverfolgung und Qualitätssicherung |
|
Herstellerautorisierte Materialdaten, eigene Materialdaten ergänzen
Herstellerautorisierte Materialdaten
Qualitativ hochwertige herstellerautorisierte Materialdaten verschiedener Kunststoff-Rohstoffanbieter, u.a. Ascend, Barlog Plastics, EMS-Grivory, Envalior, Mocom, Radici, Toray
Eigene Werkstoffdaten
Eigene Werkstoffdaten können eingepflegt werden.
Isotrope und anisotrope Materialkarten erstellen und verwenden
Vordefinierte Materialkarten
Isotrope und anisotrope vordefinierte Materialkarten für viele Kunststoff-Handelstypen und FE-Solver (siehe Tabelle Unterstützte Materialkarten)
Einfache Erstellung von Materialkarten
Einfache prozessgeführte Erstellung von eigenen Materialkarten auch wenn die Datenbasis unvollständig ist
Multiskalenmodellierung
Multiskalenmodellierung anisotroper orientierungsgradabhängiger Steifigkeitskennwerte über Mori-Tanaka Ansatz
Rekonstruktion der Orientierungsverteilung
Rekonstruktion der Orientierungsverteilungsfunktion über Maximum Entropie Ansatz
Anisotrope Plastizität
Anisotrope Plastizität wird über eine orientierungsgradabhängige Hill Fließfunktion abgebildet
Ableitung von Auslegungsgrenzen für verschiedene Belastungsszenarien
Statische Auslegungsgrenzen
Ableitung handelstypspezifischen statischen Auslegungsgrenzen für kurzzeitige einmalige und mehrmalige sowie langzeitige Belastung
Zyklische Auslegungsgrenzen
Ableitung von handelstypspezifischen Wöhlerkurven im Bereich von N=104 bis 107 für variable Spannungsverhältnisse
Datenvisualisierung
Statische und zyklische Daten
Kurzzeitige und isochrone Spannungs-Dehnungs-Kurven, Zeitstandkurven, Wöhler-Kurven, Haigh-Diagramm
Spezielle Darstellungen
Auslegungsgrenzen nach VDI 2016/Verfahren A&B und SSK-Verfahren, Polar-Diagramm Darstellung der anisotropen Probekörpereigenschaften für kurzfaserverstärkter Kunststofftypen, Orientierungsprofile zur Materialkartenerstellung
Export von Materialkarten und workflow
Export von Materialkarten
Export von Materialkarten für eine Vielzahl FE-Solver (siehe Tabelle Unterstützte Materialkarten)
Workflow anisotrope FE-Analyse
Anbindung an Converse zur Erstellung bauteilspezifischer anisotroper multiskalen FE-Berechnungsmodelle
Workflow Festigkeitsnachweis
Anbindung an S-Life Plastics zur Durchführung des statischen und zyklischen Festigkeitsnachweises
Rohdatenaufbereitung, Datengenerierung, Berechnungs-Tools, Benutzerrechte
Rekonstruktion von Spannungs-Dehnungs-Daten
Rekonstruktion von vollständigen Spannungs-Dehnungs-Kurven aus single-point-Daten (E-Modul, Streck-/Bruchspannung & -dehnung) über analytische Ansätze
Rohdatenaufbereitung und -validierung
Kurven-Bearbeitungs-Tools und Plausibilitätschecks zur Erzielung numerisch valider Materialkarten
Ermittlung elastischer Eigenschaften faserverstärkter Kunststoffe
Composite und Short Fiber Calculator zur Berechnung elastischer Eigenschaften kurz- und langfaserverstärkter Kunststofftypen auf Basis mikromechanischer Modelle
Abschätzung von Bindenahtfestigkeiten
Weldline Calculator zur Abschätzung der Bindenahtfestigkeit auf Basis von Kunststofftyp und Bindenahtwinkel
Rechte- und Änderungs-Management
Rechte- und Änderungs-Management für erstellte Materialkarten zur Nachverfolgung und Qualitätssicherung
Was unsere Kunden sagen
„Materialdaten für die Simulation zu bekommen ist oft eine Herausforderung. Mit Hilfe von MatScape können wir auch bei dünner Datenlage sinnvolle Materialkarten erstellen und das Bauteilverhalten bewerten.“
„Wir nutzen MatScape als Datenbank für unsere Werkstoffe. Die einfache Handhabung und die nützlichen Funktionen haben uns hier besonders überzeugt. Die Erstellung von Materialkarten ist nahezu auf Knopfdruck möglich.“
„Für unsere Simulationen verwenden wir unterschiedliche Materialmodelle. Ebenso ist eine Festigkeitsbewertung erforderlich. MatScape stellt dazu die notwendigen Funktionen zur Verfügung und verschafft uns so einen großen Vorteil.“
Nutzen
MatScape hilft Ihnen, hochwertige Materialkarten und Auslegungsgrenzen einfacher, schneller und nachvollziehbar für die Simulation bereitzustellen.
MatScape reduziert
- Kosten für die Materialprüfung, da bereits berechnungsfähige Materialkarten enthalten sind oder diese auch aus lückenhaften vorhandenen Materialdaten erstellt werden können
- Kosten für die Simulationsdurchführung (CPU-Zeit, Lizenzbezug), da ausschließlich optimierte solver-eigene Materialmodelle bestückt werden
- Entwicklungszeit, da bereits in frühen Entwicklungsstufen, wenn noch keine aufwändigen Materialprüfungen vertretbar sind, belastbare Aussagen auf Basis von Simulationsergebnissen gemacht werden können
- Bauteilstück- und Nacharbeitskosten da durch genauere Simulationsergebnisse Über- oder Unterdimensionierung vermieden werden
MatScape erhöht
- Genauigkeit der Simulationsergebnisse, da relevante werkstoffmechanische Eigenschaften (z.B. Anisotropie) erfasst werden können
- Verlässlichkeit der Simulationsergebnisse, da Materialkarten auf Basis fachgerechter, standardisierter Vorgehensweisen erstellt werden
- Vertrauen in die Simulationsergebnisse, da durch offenes Daten-Handling (lesbare Materialkarten) die angewandten Vorgehensweisen nachvollziehbar und überprüfbar sind