Autodesk Simulation Moldflow Insight wird häufig verwendet, um die räumliche Verteilung der Faserausrichtungen in kurzen fasergefüllten Spritzgussteilen aus Kunststoff zu prognostizieren. Der Faserausrichtungstensor der 2. Ordnung bietet im Wesentlichen eine statistische Beschreibung (gemäß des Kontinuums) der Faserausrichtung in der unmittelbaren Nähe des entsprechenden Punkts [3]. Die Eigenvektoren des Faserausrichtungstensors geben die Hauptmaterialrichtungen des fasergefüllten Kunststoffs an, der als orthotropes Material idealisiert wurde.
Die Eigenwerte des Faserausrichtungstensors geben ein Maß für den Grad der Orthotropie des fasergefüllten Kunststoffs an (d. h. den Zufalls- oder Ausrichtungsgrad der Verstärkungsfasern). Beispiel: Die Eigenwerte des Faserausrichtungstensors würden bei einer vollständig zufälligen 3D-Faserausrichtung 1/3, 1/3, 1/3 lauten. Bei einem exakt ausgerichteten Faserausrichtungstensor würden die Eigenwerte 1, 0, 0 lauten.
Mit dem Faserausrichtungstensor kann anhand der konstitutiven Matrix eines vergleichbaren Verbundwerkstoffs mit exakt ausgerichteten Fasern die anisotropische Steifheitsmatrix des tatsächlichen Verbundwerkstoffs mit der angegebenen Faserausrichtungsverteilung berechnet werden. (Dieser Prozess wird als Durchschnittsberechnung der Faserausrichtung bezeichnet [1].) Es hat sich gezeigt [4], dass anisotrope Steifheitsmatrizen, die anhand der Durchschnittsberechnung der Faserausrichtung prognostiziert wurden, ebenso zuverlässig sind, wie anisotrope Steifheitsmatrizen von Finite-Element-Modellen mit der tatsächlichen Faserverteilung laut dem angegebenen Faserausrichtungstensor.
Da die Durchschnittsberechnung der Faserausrichtung relativ zuverlässig ist, können komplexe, nichtlineare Materialmodelle (z. B. Plastizität, Schaden, Bruch) für ein einzelnes, exakt ausgerichtetes Material viel einfacher entwickelt werden. Anschließend kann die Durchschnittsberechnung der Faserausrichtung verwendet werden, um die tangentiale konstitutive Matrix für den realen Verbundwerkstoff mit der angegebenen Faserausrichtungsverteilung zu berechnen.
In einer Simulation der mechanische Belastung eines fasergefüllten Kunststoffs ist es wichtig, Kenntnisse über die Faserausrichtungen an jedem Punkt im Modells zu haben, um die Genauigkeit der Lösung zu gewährleisten. Im Allgemeinen unterscheidet sich das Finite-Element-Netz, das zur Simulation der strukturellen Reaktion des Formteils verwendet wird, von dem Netz, das zur Simulation des Spritzgusses verwendet wird. Daher ist es notwendig, den prognostizierten Faserausrichtungstensor des Moldflow-Modells in das Berechnungsmodell zu interpolieren. Advanced Material Exchange bietet eine Methode, die Faserausrichtungen des Berechnungsmodells "abzubilden" und die Verteilung der Faserausrichtungen zu vergleichen. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie im Abschnitt Zuordnung von Ergebnissen im Benutzerhandbuch.