Autodesk Helius PFA besteht aus zwei Modulen und einer Verbundmaterialdatenbank, die sich nahtlos in das Finite-Element-Analyse-System von ANSYS einfügen. Dies bietet Ihnen eine hervorragende Materialmodellierfunktion für faserverstärkte Verbundmaterialien. Es wird eine Multiscale-Materialmodellierung verwendet, die auf der Mehrphasen-Kontinuumstheorie (MCT) basiert. Die MCT-Modellierungsmethode bietet eine unübertroffene Kombination aus Genauigkeit und Effizienz für die Prognose von Schadensentwicklung und Materialversagen bei Verbundmaterialien.
Im Gegensatz zur traditionellen Kontinuumsmechanik, bei der die jeweiligen physischen Größen (z. B. Spannungen und Dehnungen) über die gesamte heterogene Mikrostruktur des Verbundmaterials gemittelt werden, behält die Mehrphasen-Kontinuumstheorie die Identitäten der verschiedenen Materialkonstituenten innerhalb der Mikrostruktur bei. Aus diesem Grund werden die jeweiligen physischen Größen über jedes einzelne Konstituentenmaterial gemittelt. Diese Konstituentendurchschnittsgrößen bieten wesentlich genauere Einblicke in das thermomechanische Verhalten des Verbundmaterials als die herkömmlichen Verbunddurchschnittsgrößen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Mehrphasen-Kontinuumstheorie zwei Schwerpunkte hat: Erstens die Entwicklung von Beziehungen zwischen den verschiedenen Konstituentendurchschnittsgrößen, und zweitens die Entwicklung von Beziehungen, welche die Verbunddurchschnittsgrößen mit den Konstituentendurchschnittsgrößen verknüpfen. Eine vollständige Beschreibung der Mehrphasen-Kontinuumstheorie und ihrer Vorteile für die Analyse von Verbundmaterialien finden Sie im Theoriehandbuch.
Darüber hinaus bietet Helius PFA Delaminierungsprognosen unter Verwendung kohäsiver Elemente von ANSYS (z. B. INTER 205), die mit einem kohäsiven Benutzermaterial definiert sind. Das Delaminierungsmodell verwendet die gleichen Materialmodelle wie ANSYS MAPDL, allerdings bietet Helius PFA eine stabile Konvergenz und ermöglicht bei Analysen die Verwendung von progressiven Versagensmodellen sowohl auf Lagenebene als auch auf kohäsiver Ebene ohne eine wesentliche Erhöhung der Analysezeit.