Mechanické a výrobní simulace

Zatímco oba jsou prvotřídní řešitelé konečných prvků, Simcenter Nastran a Simcenter Optistruct mají odlišné silné stránky, díky nimž se každý lépe hodí pro konkrétní pracovní postupy. Simcenter Nastran je široce považován za zlatý standard pro strukturální analýzu letectví a obrany a nabízí hlubokou podporu pro aeroelasticitu, dynamiku rotorů a komplexní dynamickou odezvu - prostředí, kde je sledovatelnost certifikace a věrnost řešitelů prvořadá. Naproti tomu Simcenter Optistruct byl navržen od základů s optimalizací v jádru, což z něj činí preferovanou volbu, když jsou primárními cíli lehký design, průzkum topologie nebo optimalizace založená na únavě. Mnoho organizací nasazuje oba řešiče uvnitř Simcenter Hypermeshs využitím každého místa, kde vyniká, při zachování konzistentního prostředí před a po zpracování napříč jejich technickými týmy.

Tradiční analýza konečných prvků vyžaduje značné časové investice do vyčištění geometrie, deformace a generování sítě — kroky, které mohou vyžadovat více technických hodin než samotná analýza. Simcenter Simsolid eliminuje tuto překážku pomocí pokročilé bezsíťové technologie, která pracuje přímo na plně vybavené geometrii CAD, včetně sestav se stovkami součástí, tenkostěnných dílů a složitých kontaktů. Namísto nahrazení tradičních řešičů FEA, jako je Simcenter Nastran nebo Simcenter Optistruct, pro konečnou validaci, je Simcenter Simsolid nejvýkonnější dříve v návrhovém cyklu, kde je kritická rychlá iterace a průzkum návrhového prostoru zásadní. Inženýři mohou během několika minut provést smysluplné strukturální posouzení, identifikovat cesty zatížení a problémové oblasti a dospět k podrobným FEA s mnohem vyspělejším návrhem - což značně zkomprimuje celkové časové osy simulace.

Simcenter Radioss a Simcenter Madymo zabývají se doplňkovými, ale odlišnými aspekty simulace nárazů a bezpečnosti a jejich kombinované použití poskytuje bezpečnostním inženýrům jedinečně komplexní řetězec nástrojů. Simcenter Radioss vyniká modelováním strukturální odezvy samotného vozidla - deformace struktur karoserie v bílé barvě, interakcí bariér a chování při absorpci energie během vysokorychlostních nárazů. Simcenter Madymo se mezitím specializuje na biomechanickou reakci cestujících a chodců ve vozidle, přesně simuluje modely figurín, modely lidského těla, zádržné systémy, jako jsou bezpečnostní pásy a airbagy, a interakce dětských bezpečnostních sedadel. Spojením strukturálních výsledků Simcenter Radioss s modely pro cestující Simcenter Madymo mohou inženýři posoudit metriky zranění, jako je kritérium poranění hlavy (HIC), průhyb hrudníku a zatížení stehenní kosti v rámci jediného integrovaného pracovního postupu — což umožňuje rychlejší a přesnější dodržování globálních bezpečnostních předpisů včetně norem Euro NCAP, FMVSS a UNECE.

Jedním z nejnáročnějších aspektů simulace mechanismů je přesné zachycení dynamické souhry mezi strukturální flexibilitou, logikou aktivního řízení a realistickým provozním zatížením - a to je přesně to, kde Simcenter Motionsolve rozlišuje se. Namísto zacházení s těly jako čistě tuhými podporuje Simcenter Motionsolve flexibilní integraci těla prostřednictvím syntézy režimu komponent Craig-Bampton, což umožňuje strukturální deformaci ovlivnit dynamické chování na úrovni systému. Řídicí systémy — ať už nativně modelované nebo společně simulované pomocí nástrojů, jako je Simulink — lze těsně spojit s mechanickým modelem, což umožňuje virtuální testování ve stylu hardwaru ve smyčce. Plášť Simcenter modely napájejí realistické buzení silničního zatížení, zatímco napojení na Simcenter Nastran nebo Simcenter 3D umožňují únavu a regeneraci napětí na flexibilních součástech přímo z výsledků MBD — čímž vytvoříte skutečně komplexní pracovní postup zatížení a trvanlivosti.

Simcenter Optistruct a Simcenter Inspire oba poskytují výkonné možnosti strukturální optimalizace, ale jsou navrženy pro různé uživatele a fáze procesu vývoje produktu. Simcenter Optistruct je nástroj na úrovni řešiče, který nabízí celou hloubku optimalizační matematiky - topologie, topografie, optimalizace velikosti, tvaru a mřížky - s jemnou kontrolou nad omezeními, výrobními pravidly a scénáři případů s více zatíženími. Je to nástroj volby pro simulační specialisty, kteří potřebují začlenit optimalizaci do přísných, ověřených technických pracovních postupů. Simcenter Inspire naopak prezentuje výsledky optimalizace prostřednictvím vysoce vizuálního rozhraní zaměřeného na geometrii, které zpřístupňuje generativní design konstruktérům a průmyslovým designérům bez hlubokého pozadí FEA. Při strategickém použití může Simcenter Inspire rychle generovat a komunikovat optimalizované geometrie konceptů v raném stádiu vývoje, zatímco Simcenter Optistruct tyto koncepty zdokonaluje a ověřuje na standardy připravené pro výrobu později v průběhu procesu.

Součást, která funguje perfektně v simulaci, ale během výroby se deformuje, může nesplnit montážní tolerance nebo konstrukční požadavky v provozu, což činí spojení mezi simulací výroby a strukturální analýzou kriticky důležité. Schopnosti simulace výroby dílů společnosti Simcenter předpovídají jevy, jako je odpružení při tváření plechu, zbytkové napětí ze svařování a tepelného zpracování a deformace v sestavách aditivní výroby. Tyto výsledky zbytkového napětí a geometrických odchylek vyvolané výrobou mohou být zmapovány přímo do proudu Simcenter Nastran nebo Simcenter Optistruct strukturální analýzy, které umožňují inženýrům posoudit, jak stav ve stavu výroby — spíše než ideální geometrie CAD — ovlivňuje únavovou životnost, odolnost proti vzpěru a celkovou integritu konstrukce. Toto spojení uzavřené smyčky mezi výrobou a strukturální simulací je klíčovým faktorem prvního vývoje správného produktu.