Trong lĩnh vực Computer-Aided Engineering (CAE), dữ liệu vật liệu là yếu tố then chốt ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của mô phỏng kỹ thuật. Tuy nhiên, việc chuẩn hóa và quản lý các thông số vật liệu trong CAE vẫn là một thách thức lớn, nhất là khi dữ liệu đến từ nhiều nguồn và định dạng khác nhau.
Bài viết này sẽ phân tích những thách thức phổ biến trong chuẩn hóa dữ liệu vật liệu, và giới thiệu cách TASVINA giúp doanh nghiệp vượt qua rào cản này để tối ưu hóa quá trình mô phỏng.
Sự đa dạng và tính phi tuyến của vật liệu
Các mô phỏng CAE hiện đại không chỉ làm việc với kim loại mà còn với polymer, composite, vật liệu đàn hồi, cao su, và vật liệu thông minh.
Mỗi loại vật liệu thể hiện đặc tính khác nhau về đàn hồi, dẻo, độ nhớt, hoặc phản ứng với nhiệt độ.
Việc chuẩn hóa dữ liệu vì vậy đòi hỏi phải lưu trữ được cả các thông số cơ bản (như modulus, yield strength) và các tham số phi tuyến mở rộng, chẳng hạn hệ số viscoelastic hay strain rate dependency.
Thu thập dữ liệu và vấn đề về độ tin cậy
Một trong những thách thức lớn nhất là độ tin cậy của nguồn dữ liệu vật liệu.
Thông tin có thể đến từ nhiều nơi: phòng thử nghiệm, nhà cung cấp, hoặc cơ sở dữ liệu công cộng — nhưng điều kiện thử nghiệm không đồng nhất khiến dữ liệu khó so sánh.
Thêm vào đó, nhiều kết quả thử nghiệm (ví dụ tension test) chỉ phản ánh được một phần hành vi của vật liệu. Khi dùng cho mô phỏng ứng suất đa hướng, sai lệch có thể xuất hiện nếu không có dữ liệu bổ sung (compression, torsion, creep…).
Không thống nhất về định dạng và đơn vị
Mỗi phần mềm CAE như Abaqus, Ansys, LS-Dyna, hoặc MSC Nastran có cách định nghĩa mô hình vật liệu khác nhau.
Một dữ liệu “đúng” trong Abaqus có thể cho kết quả sai trong Ansys nếu không chuyển đổi đúng đơn vị hoặc cấu trúc input.
Đây là lý do tại sao các doanh nghiệp cần chuẩn định dạng dữ liệu nội bộ – ví dụ quy định rõ đơn vị (MPa, °C, true strain…) và cách biểu diễn thông tin vật liệu.
Truy xuất nguồn gốc và bảo mật dữ liệu
Không ít tổ chức lưu dữ liệu vật liệu bằng Excel rời rạc hoặc trong máy cá nhân. Khi nhân sự thay đổi, dữ liệu mất hoặc không rõ nguồn gốc, gây khó khăn cho việc truy xuất và xác minh.
Giải pháp là áp dụng hệ thống Material Data Management System (MDMS) – cho phép lưu trữ tập trung, kiểm soát phiên bản, và theo dõi nguồn gốc từng thông số.
Hiệu chuẩn và tương thích mô hình
Sau khi thu thập dữ liệu, người làm mô phỏng phải thực hiện parameter fitting để chuyển thông số thực nghiệm sang mô hình vật liệu (plasticity, hyperelastic, viscoelastic…).
Quá trình này đòi hỏi dữ liệu đầy đủ, nếu không mô phỏng sẽ sai lệch hoặc không hội tụ.
Đây cũng là nơi mà kinh nghiệm chuyên môn và công cụ fitting đóng vai trò quyết định.
Giao tiếp giữa nhóm vật liệu và nhóm mô phỏng
Một rào cản khác là thiếu ngôn ngữ chung giữa đội vật liệu và đội CAE.
Ví dụ, cùng một tham số “modulus tangent” có thể được hiểu khác nhau giữa hai bộ phận. Nếu không có quy chuẩn chung, dữ liệu dễ bị diễn giải sai khi nhập vào phần mềm.
Thiết lập quy trình trao đổi dữ liệu rõ ràng và đào tạo nội bộ là điều cần thiết.
Quản lý quy mô dữ liệu trong tổ chức lớn
Khi doanh nghiệp có hàng trăm loại vật liệu, mỗi loại lại có nhiều phiên bản và điều kiện thử nghiệm khác nhau, việc cập nhật và duy trì dữ liệu trở thành một gánh nặng.
Không có hệ thống tự động kiểm soát, việc “mỗi dự án dùng một bộ dữ liệu riêng” là điều thường xảy ra, làm giảm hiệu quả và độ tin cậy của mô phỏng.
Giải pháp công nghệ từ TASVINA
TASVINA là đơn vị chuyên cung cấp giải pháp kỹ thuật và phần mềm mô phỏng CAE hàng đầu tại Việt Nam.
Với kinh nghiệm nhiều năm trong tư vấn và triển khai các giải pháp simulation-driven design, TASVINA hỗ trợ doanh nghiệp giải quyết bài toán chuẩn hóa dữ liệu vật liệu thông qua:
🔹 Xây dựng hệ thống quản lý dữ liệu vật liệu (MDMS) – giúp lưu trữ, truy xuất, và chia sẻ dữ liệu một cách thống nhất giữa các nhóm.
🔹 Tư vấn thiết lập quy trình chuẩn hóa dữ liệu nội bộ, đảm bảo tính tương thích giữa các phần mềm CAE khác nhau.
🔹 Đào tạo kỹ thuật và hỗ trợ fitting mô hình vật liệu, giúp chuyển đổi dữ liệu thực nghiệm sang tham số mô phỏng chính xác.
🔹 Tích hợp giải pháp CAE toàn diện (Abaqus, Ansys, LS-Dyna…) với cơ sở dữ liệu vật liệu sẵn sàng cho mô phỏng.
Nhờ vậy, doanh nghiệp có thể rút ngắn thời gian mô phỏng, nâng cao độ chính xác thiết kế, và giảm sai lệch dữ liệu giữa các nhóm kỹ thuật.
Kết luận
Chuẩn hóa dữ liệu vật liệu trong CAE không chỉ là vấn đề kỹ thuật – nó là nền tảng để đảm bảo tính chính xác, hiệu quả và khả năng mở rộng của toàn bộ quy trình mô phỏng.
Bằng việc kết hợp giữa quy trình quản lý dữ liệu chặt chẽ và giải pháp công nghệ chuyên sâu từ TASVINA, doanh nghiệp có thể đạt được một hệ sinh thái dữ liệu kỹ thuật đồng bộ, tin cậy và dễ mở rộng.
🔗 Khám phá thêm giải pháp của TASVINA
👉 Truy cập Tasvina.com để tìm hiểu các giải pháp CAE, mô phỏng kỹ thuật và quản lý dữ liệu vật liệu mà chúng tôi cung cấp
