Σχεδιασμός και προσομοίωση σύνθετων υλικών

Τα σύνθετα υλικά μεταμορφώνουν τη σύγχρονη μηχανική. Συνδυάζοντας δύο ή περισσότερα ξεχωριστά υλικά, οι μηχανικοί δημιουργούν δομές που είναι ισχυρότερες, ελαφρύτερες και πιο ανθεκτικές από οτιδήποτε μπορεί να επιτύχει ένα μόνο υλικό.

Τι είναι τα σύνθετα υλικά;

Οι βιομηχανίες παγκοσμίως αγωνίζονται να υιοθετήσουν σύνθετα υλικά - αυξάνοντας τη ζήτηση για γρηγορότερους, πιο έξυπνους τρόπους σχεδιασμού και επικύρωσης αυτών των υλικών υψηλής απόδοσης.

Οι μηχανικοί αξιοποιούν τη δύναμη του σχεδιασμού και της προσομοίωσης για να απελευθερώσουν το πλήρες δυναμικό των σύνθετων υλικών - από πολυμερή ενισχυμένα με ίνες άνθρακα έως προηγμένες δομές από ίνες γυαλιού. Καθορίζοντας ακριβείς ιδιότητες υλικών, προσανατολισμούς ινών και ακολουθίες διάταξης, οι ομάδες προσομοιώνουν μηχανικά, θερμικά και δυναμικά φορτία του πραγματικού κόσμου πριν κατασκευαστεί ένα μόνο πρωτότυπο. Τα εργαλεία προσομοίωσης αποκαλύπτουν κατανομές πίεσης, προβλέπουν τρόπους αποτυχίας και εκθέτουν τις δομικές αδυναμίες νωρίς - μειώνοντας το κόστος ανάπτυξης και επιταχύνοντας τον χρόνο κυκλοφορίας στην αγορά. Σε όλες τις αεροδιαστημικές, αυτοκινητοβιομηχανίες και ενεργειακές βιομηχανίες, ο σχεδιασμός και η προσομοίωση δίνουν τη δυνατότητα στους μηχανικούς να κατασκευάζουν ελαφρύτερα, ισχυρότερα και εξυπνότερα σύνθετα εξαρτήματα με αυτοπεποίθηση.

Περιήγηση σε σύνθετες πολυπλοκότητες

Τα σύνθετα υλικά προσφέρουν απίστευτα πλεονεκτήματα, ωστόσο οι μοναδικές τους ιδιότητες εισάγουν σημαντικές προκλήσεις μηχανικής και κατασκευής. Κατανοούμε αυτά τα κρίσιμα εμπόδια και είμαστε εξοπλισμένοι με καινοτόμες προσεγγίσεις για να σας βοηθήσουμε να τα ξεπεράσετε αποτελεσματικά.

Αύξηση πολυπλοκότητας υλικού

Σε αντίθεση με το μέταλλο, η συμπεριφορά των σύνθετων υλικών ποικίλλει ανάλογα με τον προσανατολισμό των ινών, την ακολουθία διάταξης και τους συνδυασμούς υλικών. Η ανισοτροπική φύση τους περιπλέκει την πρόβλεψη της δομικής απόκρισης, απαιτώντας προηγμένη μοντελοποίηση και εξειδικευμένη τεχνογνωσία.

Η δομική επικύρωση καθίσταται δύσκολη

Η επικύρωση σύνθετων υλικών είναι πιο περίπλοκη από ό, τι με τα παραδοσιακά υλικά, περιλαμβάνει πολλαπλούς τρόπους αποτυχίας και απαιτεί τόσο εκτεταμένες δοκιμές όσο και προσομοίωση για την ευθυγράμμιση των εικονικών μοντέλων με την πραγματική απόδοση.

Μεταβλητότητα κατασκευής

Τα σύνθετα υλικά είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στην κατασκευή. Η κατανομή ρητίνης και η τοποθέτηση ινών μπορεί να προκαλέσουν ελαττώματα - κενά, αποκόλληση ή στρέβλωση - που επηρεάζουν τη δομική απόδοση. Η συνεπής παραγωγή παραμένει μια δαπανηρή πρόκληση.

Σύνθετες λύσεις λογισμικού σχεδιασμού και προσομοίωσης

Το προηγμένο λογισμικό σχεδιασμού και προσομοίωσης αντιμετωπίζει τις πιο δύσκολες προκλήσεις σύνθετης μηχανικής. Από το σχεδιασμό σε πρώιμο στάδιο έως την κατασκευή, δίνει τη δυνατότητα στους μηχανικούς να κινούνται γρηγορότερα, να προσομοιώνουν πιο έξυπνα και να κατασκευάζουν καλύτερα σύνθετα προϊόντα με αυτοπεποίθηση.

Σύνθετη ενσωμάτωση ροής εργασιών

Η Siemens ενοποιεί τον σχεδιασμό και την κατασκευή σύνθετων υλικών - από την ιδέα και την προσομοίωση έως τον σχεδιασμό και την παραγωγή διαδρομών ινών - εξαλείφοντας τις δαπανηρές παραδόσεις δεδομένων και διατηρώντας την πρόθεση σχεδιασμού καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας.

Διαχειριστική-συνθέσεις-87076-χαρακτηριστικό γνώρισμα (2) -640x360

Επιταχύνετε τη βελτιστοποίηση σχεδιασμού

Το NX και το Simcenter επιτρέπουν στους μηχανικούς να δοκιμάσουν γρήγορα χιλιάδες επιλογές σχεδίασης - προσανατολισμούς ινών, ακολουθίες διάταξης και υλικά - μειώνοντας τον χρόνο ανάπτυξης, κόβοντας πρωτότυπα και βοηθώντας τις ομάδες να βρουν τον καλύτερο σχεδιασμό γρηγορότερα.

Διάγραμμα περιγράμματος FEA που δείχνει κατανομή τάσης ή μετατόπισης σε ένα σύνθετο στοιχείο.

Πρόβλεψη και επικύρωση αποτυχίας

Τα εργαλεία προσομοίωσης Simcenter μοντελοποιούν αποτελεσματικά τις σύνθετες λειτουργίες αστοχίας, όπως αποκόλληση, θραύση ινών και ρωγμές μήτρας, επιτρέποντας στους μηχανικούς να εντοπίσουν τα δομικά προβλήματα νωρίς και να βελτιώσουν την ασφάλεια ελαχιστοποιώντας παράλληλα τους δαπανηρούς επανασχεδιασμούς.

Ένα άτομο στέκεται σε μια σανίδα ιστιοσανίδας στον ωκεανό, κρατώντας μια σανίδα σερφ στο δεξί του χέρι.

Σχεδιασμός με γνώμονα την κατασκευή

Η Siemens συνδέει το σχεδιασμό και την κατασκευή προσομοιώνοντας την παραγωγικότητα με την απόδοση, διασφαλίζοντας ότι τα σύνθετα υλικά μπορούν να κατασκευαστούν όπως έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη την επικάλυψη, τη σκλήρυνση και την τοποθέτηση ινών πριν από δαπανηρά εργαλεία και παραγωγή.

Πώς μπορείτε να διασφαλίσετε ότι τα προϊόντα που κατασκευάζετε με σύνθετα υλικά θα πληρούν τις απαιτήσεις απόδοσης και κατασκευασιμότητας;

Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν σχεδιασμό και προσομοίωση για να μεγιστοποιήσουν τις δυνατότητες των σύνθετων υλικών, προβλέποντας την απόδοση και τις αδυναμίες νωρίς. Αυτή η διαδικασία δημιουργεί ελαφρύτερα, ισχυρότερα, εξυπνότερα εξαρτήματα για την αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία και την ενεργειακή βιομηχανία.

Παραγώγιμος σύνθετος σχεδιασμός με βελάκια που δείχνουν επίπεδο μοτίβο σε σύνθετα NX

Προϊόντα Siemens για σύνθετο σχεδιασμό και προσομοίωση

Η Siemens προσφέρει μια ισχυρή, ολοκληρωμένη σουίτα λογισμικού για σύνθετη μηχανική, εξορθολογίζοντας τα πάντα, από το σχεδιασμό έως την κατασκευή. Οι μηχανικοί μπορούν να εργαστούν γρηγορότερα, να προσομοιώσουν πιο αποτελεσματικά και να δημιουργήσουν ανώτερα προϊόντα, βοηθώντας τους οργανισμούς να αποκτήσουν ένα ισχυρό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα.

Μια διαφημιστική εικόνα για μια δοκιμή ενός προϊόντος με μπλε και άσπρο χρώμα και το χέρι ενός ατόμου που κρατά ένα τηλέφωνο.

Μάθετε περισσότερα

Παρακολουθήστε

διαδικτυακό σεμινάριο | Ψηφιοποίηση της ανάπτυξης σύνθετων αεροκινητήρων

διαδικτυακό σεμινάριο | Βιομηχανία 4.0 για την ανάπτυξη σύνθετων αεροδομών

Ακούστε

Podcast | Δομικός σχεδιασμός eVTOL χρησιμοποιώντας σύνθετα υλικά και πρόσθετη κατασκευή

Διαβάστε

Μελέτη περίπτωσης | Ορακλ Ρεντ Μπουλ Ράγκινγκ

ιστολόγιο | Προσομοίωση κόπωσης σύνθετων υλικών ενισχυμένων με κοντές ίνες

Μελέτη περίπτωσης | Σκουντέρια ΑλφάΤαουρι