本案例用使用 Digimat 模擬 T 型加強件，在考量製造缺陷導致的空隙下的漸進性損壞。
RTM（樹脂傳遞模塑）製程常來組裝加強件與飛機蒙皮。然而，由於纖維方向的改變，樹脂滲透不良，導致在加強件的接合區域（通常稱為 “noodle”）出現部分乾區或空隙。
挑戰
層壓 T 型加強件(Laminate T-stiffeners)廣泛應用於航空航太產業中，用於承載並傳遞加強件與飛機蒙皮之間的三維複雜負載。然而，其製造方式可能會影響材料的內在性能。
在本案例中，我們考慮了使用 RTM（樹脂傳遞模塑）製程來組裝加強件與飛機蒙皮。然而，由於纖維方向的改變，樹脂滲透不良，導致在加強件的接合區域（通常稱為 “noodle”）出現部分乾區或空隙。這些乾區或空隙會影響 “noodle” 的機械性能，進而導致性能下降（knockdown）。因此，在設計過程中，必須將這些性能下降的影響納入考量。
此外，針對此類構件的設計，還需要考慮在拉脫測試（pull-off test）過程中，複合材料可能會出現的漸進性損壞。這些損壞行為對設計的可靠性和安全性影響很大，因此必須在設計階段進行充分評估與模擬分析。
解決方案
在這個應用案例中，必須對兩種材料的特性進行校準。雖然可以直接從數據表中獲得蒙皮與加強件的材料特性，但考慮到空隙存在時，要準確獲取複合材料的剛性與強度容限，也就是材料在設計或使用過程中所能承受的最大應力或負載值，則更具挑戰性。
為了解決這個問題，可以採用基於微觀力學與材料有限元素分析的完整方法。在此案例中，我們使用 Digimat-MF 來校準健康材料（無缺陷材料）的漸進性損壞行為，包括蒙皮與加強件所使用的材料。
接著，同時使用 Digimat-MF 與有限元素分析（FEA），計算含有空隙的材料之剛性與強度。一旦材料特性被定義後，便將其應用於結構中，並利用 MSC Marc 與 Digimat-CAE 的耦合進行零件的有限元素分析。
在分析過程中，Digimat 與有限元素求解器（FE solver）並行運作，根據材料的微觀結構計算出真實的材料行為，並將校準後的機械性能（包括材料的漸進性損壞行為）返回給求解器，確保分析結果能準確反映材料在實際應用中的性能表現。
成果與效益
- 研究材料特性對空隙的敏感度：
評估像空隙這類缺陷對材料性能的影響，並與相同材料的理想狀態進行比較。 - 驗證設計可靠性：
分析構件可能的失效模式，並考量材料的漸進性損壞來評估零件的強度。
透過 Digimat，提供了有效的建模解決方案，能夠清楚理解結構失效的順序及其所承受的負載水平。分析結果成功捕捉了結構剛性逐漸喪失的過程，以及相應的負載變化，為設計與性能評估提供了可靠的數據支持。
原文內容: Evaluating effects of defect – Use of Digimat to simulate progressive failure in a T-Stiffener accounting for voids due to manufacturing defects
