Validation et vérification du comportement des matériaux et des structures à l'aide de la tomographie par ordinateur

Par rapport aux matériaux non renforcés ou à l'acier, les composites ont un comportement complexe en raison de leur microstructure qui définit la rigidité, la résistance et la rupture. En outre, des effets autres que le comportement attendu peuvent se produire en fonction du type de processus de fabrication. Afin de modéliser les cartes de matériaux de manière optimale, la tomographie par ordinateur peut fournir de manière fiable les données d'entrée requises ...

Afin d'optimiser la conception d'un composant, il est important de disposer d'informations suffisantes sur le comportement de la structure. La simulation intégrative au moyen du couplage des procédés de fabrication, la modélisation étendue des matériaux ainsi que l'analyse structurelle et mécanique par éléments finis jouent un rôle essentiel. La simulation intégrative fournit des informations précieuses sur le comportement structurel du composant, ce qui permet de dériver des mesures d'optimisation et d'identifier les zones critiques.
Le processus de fabrication définit la microstructure en cas de comportement orthotrope ou anisotrope du matériau et détermine ainsi la base du comportement structurel ultérieur du composant. Étant donné que de nouveaux matériaux sont continuellement développés pour des applications spécifiques, la complexité du comportement des matériaux augmente également. De nouveaux composés avec une large gamme d'additifs permettent au matériau de fournir ses performances optimales dans les conditions de fonctionnement du composant. Toutefois, il est possible que le composé se comporte toujours comme prévu et présente des effets inattendus. Ce phénomène se produit généralement dès que la simulation et la réalité sont vérifiées et validées. Les écarts ultérieurs dans le comportement du composant, malgré une approche de pointe, sont souvent dus aux données d'entrée. La cause est généralement la description du comportement du matériau dans la carte des matériaux. Afin d'adapter la modélisation au comportement réel, des données expérimentales concernant la microstructure ainsi que des tests classiques sont nécessaires.

À l'aide de la tomodensitométrie, la microstructure peut être mesurée et ajustée à la fois au niveau macro et micro et, si nécessaire, des mesures d'optimisation peuvent être prises concernant la simulation. Avec les informations de la réalité, il est possible d'ajuster ou de calibrer le comportement mécanique du matériau.
Sur la base des ensembles de données expérimentales, un ajustement complet de la chaîne de processus peut être effectué. Les informations sur la microstructure réelle au niveau des composants montrent l'accord entre la précision de prédiction du processus et, à l'aide d'un balayage µCT, le comportement du matériau peut être analysé avec précision.