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Logiciel de simulation pour l’évolution microstructurale

Le logiciel DIGIMU® propose une solution industrielle pour simuler à l'échelle mésoscopique et sur des Volumes Elémentaires Représentatifs (VER), les évolutions microstructurales au cours des procédés de mise en forme des métaux.

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Procédés concernés

 

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Croissance de grains

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Recristallisation

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Ecrouissage, restauration

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Germination, croissance de germes

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Ancrage de joints

Un logiciel issu de la recherche

Le logiciel  DIGIMU® est basé sur des résultats de recherche du consortium  DIGIMU et de la chaire industrielle ANR, pilotés par le CEMEF, Armines Mines ParisTech 8  partenaires industriels français renommés et Transvalor. Les deux piliers du développement du logiciel sont le travail expérimental poussé et l’amélioration constante des méthodes numériques existantes, qui permettent au CEMEF de se situer à la pointe de la recherche mondiale dans le domaines.

MSR CEMEF Mines

Modélisation DIGIMU® réalisée par l'équipe MSR, CEMEF, MINES ParisTech

Une approche à champ complet

L’approche à champ complet proposée par le logiciel DIGIMU® vise deux objectifs principaux :

  • Simuler les phénomènes locaux et hétérogènes ne pouvant être captés par les modèles d'ordre supérieur
  • Améliorer les modèles à champ moyen utilisable pour des simulations à l'échelle d'une pièce industrielle

DIGIMU® génère des microstructures polycristallines digitales représentatives des hétérogénéités du matériau (respect des caractéristiques topologiques de la microstructure). Les conditions aux limites appliquées au VER sont représentatives de ce que subit un point matériel à l’échelle macroscopique (cycle thermomécanique du point considéré). Basé sur une formulation Eléments Finis, les différents phénomènes physiques mis en jeu au cours des procédés de mise en forme des métaux sont simulés (recristallisation, croissance de grains, phénomènes d’ancrage des joints de grain dus à des particules de seconde phase…).

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Des fonctionnalités spécifiques

  • Procédure documentée permettant d'identifier les paramètres de croissance et de recristallisation
  • Remaillage AAA unique (automatique – adaptatif – anisotrope)
  • Modélisation des phénomènes de recristallisation survenant lors des procédés de mise en forme des métaux 
  • Interface utilisateur graphique intuitive 
  • Excellente compatibilité avec le calcul parallélisé
  • Apport contenu des travaux de recherche grâce aux avancées de la chaire DIGIMU

Des innovations techniques et numériques

Maillage adaptatif anisotrope entièrement automatisé:

Afin d’améliorer la précision numérique et de réduire les temps de calculs, le logiciel est capable de donner une description précise des interfaces (joints de grain) tout en utilisant un nombre d’éléments adéquat grâce à une technologie d’adaptation de maillage et de remaillage anisotrope entièrement automatisée.

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Raffinement automatique du maillage dans la direction normale aux joints de grain (maillage anisotrope)

Des calculs entièrement parallélisés:

Comme l’ensemble des logiciels TRANSVALOR, DIGIMU® est basé sur une architecture performante et optimisée pouvant fonctionner sur un ou plusieurs cœurs afin de garantir une puissance de calcul maximale

Certaines fonctionnalités ont aussi été récemment intégrées dans DIGIMU®:

  • Déformation du polycrystal
  • Recristallisation dynamique (DRX), post dynamique (PDRX) et statique (SRX) discontinue
  • Simulation 3D
  • Récupération des chemins thermomécaniques de la simulation
  • User routines pour définir ses propres lois d’écrouissage, de restauration ou de germination

Les évolutions à venir

A court terme :

  • Prise en compte de l’anisotropie de joint de grains
  • Prise en compte de l’évolution des particules de seconde phase durant la simulation
  • Approfondissement des lois d’écrouissage, de restauration et de germination
  • Elargissement de la base de données matériaux

 A long terme:

  • Plasticité cristalline
  • Simulation du changement de phase
  • Recristallisation continue
  • Diminution des temps de calcul de par la spécification et l’amélioration des outils de remaillage
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Industries concernées

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DIGIMU® pour l’aéronautique

Notre logiciel apporte une aide au développement d’alliages et de pièces hautement performantes grâce à la prédiction de phénomènes microstructuraux.

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DIGIMU® pour l’industrie lourde

DIGIMU® permet de comprendre quels alliages métalliques utiliser et l’impact des traitements qui leur sont appliqués.

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DIGIMU® pour l’énergie

La simulation permet de maîtriser les risques industriels liés à la microstructure des matériaux utilisés et de leurs applications.

 

Pourquoi choisir DIGIMU® ?

 
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Prédiction de la croissance de grains

Anticipez la taille de vos grains sous l'effet de forces capillaires et du gradient d'énergie stocké aux interfaces.

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Simulation d’écrouissage, restauration et recristallisation

Simulez la déformation des polycristaux, l'écrouissage et la restauration, la germination, puis la croissance des germes. Suivez la recristallisation statique, dynamique et post-dynamique.

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Intégration de routines utilisateurs

Importez vos modèles pour définir vos propres lois d’écrouissage, de restauration ou de germination.

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Accompagnement par nos équipes

Travaillons ensemble main dans la main. Les utilisateurs de DIGIMU® bénéficient du support dont ils ont besoin lors de l’utilisation de notre logiciel.

 
 

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