Polymere und Faserverbundwerkstoffe
Förderung des Designs moderner Faserverbundwerkstoffe und Polymere
Innovation von Faserverbundwerkstoffen: Einblicke auf atomarer Ebene, wichtige Auswirkungen
Materialien wie kohlenstofffaserverstärkte Polymere (CFRPs) bieten das enorme Kraft-Gewicht-Verhältnis, das für den Einsatz in Flugzeugen, Weltraumsatelliten, Windturbinen, Sportwagen, der Erdölproduktion und Sportgeräten erforderlich ist. Ihre Verwendung wird jedoch durch die Herstellungskosten eingeschränkt, sodass günstigere glasgefüllte Verbundstoffe in weniger anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt werden. Eine weitere Herausforderung ist die Nachhaltigkeit: Am Ende der Lebensdauer sind die Fasern schwer zu extrahieren und zu recyceln. Gummiverbindungen sind ein weiterer wichtiger Faserverbundwerkstoff, bei dem Forscher versuchen, die Zusammensetzung, Füllstoffe und Additive zu optimieren, um den Reifenverschleiß, die Traktion und den Rollwiderstand zu verbessern.
Moderne Faserverbundwerkstoffe sind ein Wettbewerbsumfeld für Innovationen bei Fertigungskosten, Materialfestigkeit, Dichte, Haltbarkeit, Formbarkeit, Haftung, Nachhaltigkeit und vieles mehr. Diese Herausforderungen können durch die Untersuchung von Wechselwirkungen der jeweiligen Bestandteile auf atomarer Ebene mithilfe von Modellierung und Simulation eindeutig angesprochen werden.
BIOVIA Materials Studio beschleunigt das Design und die Entwicklung von Polymerverbundmaterialien, indem es Einblicke in das Verhalten dieser Materialien in silico liefert.
- Polymere
- Faserverbundwerkstoffe
- Multiskalenmodellierung
Polymere
- Vorhersage des Verhaltens von reinen Polymeren und ihrer Eigenschaften wie Glasübergangstemperatur (TG), Elastizitätsmodul, Fließspannung und kritische Dehnung
- Crosslink-Simulation, um die Bildung von Polymernetzwerken und die Auswirkungen von chemischer Struktur, Additiven und Verarbeitung auf mechanische Eigenschaften und TG zu verstehen
- Berechnung der Reaktionsenergie und Kinetik für Polymerisations- und Zersetzungsreaktionen
- Erkunden Sie Katalysatorfunktionen wie stereochemische Selektivität
- Vorhersage thermodynamischer Eigenschaften mit BIOVIA COSMOtherm
- Verwenden Sie QSPR-Modelle (Quantitative Structure-Property Relationship), um die Struktur von Polymerwiederholungseinheiten mit Masseneigenschaften wie TG, Poissonsche Zahl, Wärmeleitfähigkeit, Brechungsindex, Bruchspannung und Permeabilität zu korrelieren
Faserverbundwerkstoffe
- Kohäsionsfestigkeit und mechanisches Versagen der Polymer-Füllstoff-Grenzfläche
- Screening von Leimungsmitteln für die Herstellung von Kohlefasern in der gewünschten Form und Größe
- Simulation der Vernetzung von Harz um die Fasern und Charakterisieren der Struktur und Bindungsfestigkeit
Multiskalenmodellierung
- Simulation einer Polymermikrostruktur mittels grobkörniger Simulation, z. B. Mikrodomänen, die sich in Blockkopolymeren bilden oder durch Hinzufügen von thermoplastischen Einhärtern
- Vorhersage der idealen Rezepturen von Polymermischungen mit nativen Methoden des maschinellen Lernens und Multi-Ziel-Optimierungsworkflows
- Exportieren von Strukturen und Parametrisieren von SIMULIA Abaqus RVE-Modellen zur Simulation vollständiger Faserverbundwerkstoffe und Teile
Entdecken Sie unsere Methoden
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