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仿真标定

基于真实测试数据的高精度材料卡片标定,赋能LS-DYNA、ABAQUS、ANSYS、Moldflow等主流仿真平台,加速产品研发与验证周期

500+
已交付材料卡片
20+
覆盖材料类型
3
主流软件支持
7
平均交付周期

什么是CAE材料卡片?

CAE材料卡片(Material Card)是有限元仿真软件中描述材料力学行为的参数文件。它将真实材料在单向拉伸、剪切、疲劳等测试中获得的应力-应变曲线,转化为仿真软件可识别的数学模型参数。

一张精准的材料卡片是仿真可信度的基石——错误的材料参数会导致仿真结果与实际工况严重偏离,造成产品研发失败或安全隐患。

减少物理样机数量,缩短研发周期
覆盖极端工况(高速冲击、疲劳载荷、高低温)
支持碰撞安全、模流分析、耐久等全场景仿真
EXAMPLE // 应力-应变曲线 → 材料卡片
! MAT_SIMULATION_LABEL
RO = 1.15E-9 # 密度 (g/mm³)
PR = 0.42 # 泊松比
SIGY = 42.5 # 屈服强度 (MPa)
ETAN = 850 # 塑性硬化模量
DT = 1.0E-6 # 体积黏度
*INCLUDE
$ Generated by KeyPoint CAE Lab

标定工作流程

从测试数据到可交付的材料卡片,标准化七步流程,确保参数精准可追溯

01

本构模型选择

基于材料特性与仿真场景,选定最优本构方程

02

测试数据采集

根据材料类型与工况,制定测试方案并执行

03

原始数据处理

应力-应变曲线处理,去除噪声,归一化处理

04

参数初值拟合

基于测试曲线,通过优化算法进行参数拟合

05

V&V验证

将标定参数回代仿真,与原始测试数据对比验证

06

敏感性分析

分析关键参数敏感区间,评估稳健性

07

卡片交付

输出标准格式材料卡片及参数说明报告

08

技术答疑

支持客户导入仿真软件后的调参与问题解答

支持的仿真软件与材料模型

LS-DYNA

MAT_SIMULATION_LABEL / *MAT_024

支持Cowper-Symonds、Johnson-Cook、Zerilli-Armstrong等塑性模型,及MAT_RIGID、MAT_SPRING等

ABAQUS

*MATERIAL + *PLASTIC

支持Mises、Hill48/90屈服准则,及VUMAT/UMAT自定义用户子程序接口

ANSYS

BISO / Chaboche / VBA

支持多线性等向强化(MISO)、随动强化(KINH)、Chaboche非线性随动强化模型

LS-DYNA

MAT_187 / MAT_244

泡沫材料模型(EPP、PU)、蜂窝结构模型参数标定

LS-DYNA

MAT_32 / MAT_103

复合材料层合板模型,支持失效准则(Chang-Charlie、Hashin等)

LS-DYNA

MAT_077 / *MAT_SAMP

采样材料模型,支持用户自定义应力-应变曲线输入,适用于各向同性及加工硬化的弹塑性材料标定

LS-DYNA

MAT_183 / *MAT_COHE

Cohesive Zone Model — 结构胶、内衬、涂层专用,支持混合模式失效准则(BK准则、Reeder修正),用于车身结构胶连接仿真

LS-DYNA

MAT_054 / MAT_055

MAT_LAMINATED_COMPOSITE_FABRIC / MAT_LAMINATED_COMPOSITE — 纤维增强复合材料模型,支持层内失效(Hashin、Tsai-Hill、Tsai-Wu)与层间失效(Delamination),支持温度依赖参数

Multi

自定义模型开发

根据客户特殊需求,定制开发非标准本构模型的参数识别与标定

已覆盖材料类型

🔩金属材料
🧪塑料 / 树脂
🪵木材 / 复合材料
🧵纤维增强复合
🔲EPP / EPS泡沫
🧯橡胶 / TPV / TPE
🔶铝合金 / 高强钢
🔵PP / PE / PA
🟠ABS / PC / POM
🟡PA-GF / PP-GF
碳纤维复合材
蜂窝铝 / Nomex

标定能力范围

能力项 测试方法 数据处理 模型参数 交付格式
静力学拉伸 ISO 527 / GB/T 1040 归一化处理、噪声过滤 弹性模量、屈服强度、硬化曲线 .k / .inp / .cdb
压缩测试 ASTM D6641 / ISO 604 位移-力值转换应力-应变、屈曲修正 压缩模量、压缩强度、屈服应力 .k / .inp
高速拉伸(应变率) ISO 18872 / ASTM D1822 应力波修正、位移补偿 Cowper-Symonds / J-C参数 .k / .k
剪切测试 ISO 14130 / ASTM D5379 剪切应变修正 剪切模量、剪切强度 .k / .inp
面内剪切 (IPS) ASTM D3518 失效模式分析 剪切响应曲线、失效准则参数 .k (MAT_32)
三点弯曲 ISO 178 / GB/T 9341 挠度补偿、跨距修正 弯曲模量、弯曲强度 .k / .inp
压溃测试 客户定制 能量吸收曲线处理 压溃力曲线、峰值/均值力 .k
动态力学分析 (DMA) ISO 6721 损耗模量 / 储能模量提取 粘弹本构参数 (Prony级数) .k / .inp
蠕变 / 松弛 ISO 899 Maxwell / Kelvin模型拟合 蠕变柔量、松弛模量 .k
GISSMO 损伤失效 ISO 6603 or ASTM D3763 应力三轴度 / Lode角分析、损伤变量D提取 损伤演化曲线、失效应变映射(FLC、FFC)、断裂能量 .k
Moldflow 模流分析 — 黏度曲线 毛细管流变仪 / ISO 11403-3 剪切速率-黏度双对数拟合、非牛顿流体修正 Cross-WLF / Carreau 模型参数(n, τ*, λ) .udb
Moldflow 模流分析 — PVT数据 活塞式PVT测试仪 / EOS模型 体积收缩率-压力-温度曲线拟合、Tait状态方程参数 PVT EOS参数(b5M, b6M, b2, b3, b4)、压缩系数 .udb
Moldflow 模流分析 — 热性能 DSC / 热重分析 TGA 比热容、导热系数、结晶度提取 Cp、λ各向同性、结晶动力学参数(Avrami) .udb

项目执行流程

Step 01 — 需求对接

项目启动与方案确认

了解客户仿真场景、目标软件、精度要求,制定测试与标定方案。

  • 依据客户要求编制试验矩阵并进行确认
  • 确认本构模型选型
  • 明确测试项目与交付节点
Step 02 — 测试执行

材料力学性能测试

按方案执行测试,获取高质量应力-应变原始数据。

  • 标准试件制备(激光切割/机加工)
  • INSTRON/MTS 高精度设备加载
  • 高速相机 / DIC应变场采集(可选)
Step 03 — 数据处理

原始数据处理与拟合

对原始力-位移曲线进行工程应力-应变转换与数据清洗。

  • 横截面积归一化
  • 引伸计数据处理
  • 真应力-塑性应变曲线提取
Step 04 — 标定交付

材料卡片生成与验证

生成材料卡片并执行V&V验证,交付完整数据包。

  • 本构模型参数优化
  • 仿真回代验证(综合误差 < 15%)
  • 材料卡片 + 参数报告 + 原始数据

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