Ведение дизайна передовых композитов и полимеров
Такие материалы, как полимеры, армированные углеродным волокном (CFRP), обеспечивают огромное соотношение прочности и веса, необходимое для использования в самолетах, космических спутниках, ветряных турбинах, спортивных автомобилях, подводной добыче нефти и спортивном оборудовании. Но их использование сдерживается производственными затратами, поэтому более дешевые стеклонаполненные композиты используются в менее требовательных приложениях. Еще одной проблемой является устойчивость: в конце срока службы волокна трудно извлекать и перерабатывать. Резиновые смеси являются еще одним важным композитным материалом, в котором исследователи пытаются оптимизировать рецептуру, наполнители и добавки для улучшения износа шин, сцепления с дорогой и сопротивления качению.
Передовые композиты — это конкурентное пространство для инноваций в области производственных затрат, прочности материала, плотности, долговечности, формуемости, адгезии, устойчивости и многого другого. Эти проблемы могут быть однозначно решены путем изучения атомных взаимодействий составляющих материалов с использованием моделирования и симуляции.
BIOVIA Materials Studio ускоряет проектирование и разработку полимерных композитных материалов, предоставляя информацию о поведении этих материалов in silico.
Полимеры
- Прогнозирование поведения чистых полимеров и их свойства, такие как температура стеклования (Tg), модуль Юнга, предел текучести и критическая деформация
- Моделирование сшивания для понимания формирования полимерной сетки и влияния химической структуры, добавок и обработки на механические свойства и Tg
- Расчет энергии реакции и кинетику для реакций полимеризации и деградации
- Изучение свойства катализатора, такие как стереохимическая селективность
- Прогнозирование термодинамических свойств с помощью BIOVIA COSMOtherm
- Использование модели количественной зависимости структура-свойство (QSPR), чтобы соотнести структуру повторяющихся звеньев полимера с объемными свойствами, такими как Tg, коэффициент Пуассона, теплопроводность, показатель преломления, напряжение разрушения и проницаемость
Композиты
- Когезионная прочность и механическое разрушение границы раздела полимер-наполнитель
- Проклеивающие агенты для производства углеродных волокон заданной формы и размера
- Моделирование сшивания смолы вокруг волокон и характеристика структуры и силы связывания
Многомасштабное моделирование
- Моделирование микроструктуры полимера с помощью крупнозернистого моделирования, такого как микродомены, образующиеся в блок-сополимерах, или с добавлением термопластических добавок для повышения ударопрочности
- Прогнозирование идеальных рецептур полимерных смесей с помощью собственных методов машинного обучения и рабочих процессов многоцелевой оптимизации
- Экспортирование структуры и параметризация модели SIMULIA Abaqus RVE для полного моделирования композитов и деталей