Modellierung von Papier aus Zellulosefasern
PaperGeo
Ausgehend von den statistischen Eigenschaften wie Faserparameter und Faserorientierungsverteilung, erzeugt PaperGeo ein detailgetreues 3D-Mikrostrukturmodell von flachen Papieren und einzelne Lagen von Verbundwerkstoffen. Dabei sind die Fasern hauptsächlich in einer Ebene ausgerichtet.
Die Erstellung dieser detaillierten 3D-Mikrostruktur ermöglicht eine genaue Betrachtung des Materials, da die Mikromorphologie offenbart und man das Material aus der Nähe analysiert werden kann, wie es sonst nur mit einem µCT-Scan möglich wäre.
Zusätzlich können neue Papiermaterialien entworfen und deren Materialeigenschaften berechnet werden, indem das zugrundeliegende statistische Modell geändert wird. Das neue Design kann danach mit bestehenden Produkten verglichen und dessen Leistung optimiert werden.
Anwendungsbeispiele
Modellierung von:
- Papieren für die Filtration
- Lagen unidirektionaler Carbonfasern aus Verbundwerkstoffen
- Papierbögen aus Zellulosefasern
- Faserschichten, in denen die Zellulosefasern einzeln geschichtet werden
PaperGeo Features
PaperGeo erstellt realistische Strukturmodelle von flachen Papierbögen und flachen Verbundwerkstoffschichten. Dabei können komplexe Faserablageprozesse mit deformierten sich biegenden Fasern modelliert werden, bei denen dichte Bahnen ohne überlappende Fasern erzeugt werden können.
Es ist auch möglich, Gradienten-Medien und die Zugabe von Bindemittel und Füllstoff zu modellieren.
Die Fasern in der Papierstruktur können gerade oder gebogen und mit verschiedenen Querschnittsformen (kreisförmig, elliptisch, rechteckig, Zellstoff usw.) modelliert werden.
Die Orientierung von Fasern in der Ebene und die Verteilung von Faserparametern können dabei ebenfalls spezifiziert werden.
Welche zusätzlichen Module werden benötigt?
- Für die Grundfunktionalität wird das Paket GeoDict Base benötigt.
- ExportGeo-CAD: Export der mit PaperGeo modellierten 3D-Papierstrukturen als Oberflächentriangulierung (*.slt) für CAD Programme
- ExportGeo-Abaqus und ExportGeo-Fluent: Export der mit PaperGeo modellierten 3D-Papierstrukturen als Simulationen mit Fluent / Abaqus