Skip to main content
Tämä sivu näytetään automaattisella käännöksellä. Näytä sen sijaan englanniksi?

Komposiittimateriaalien suunnittelu ja simulointi

Komposiittimateriaalit muuttavat nykyaikaista tekniikkaa. Yhdistämällä kaksi tai useampia erillisiä materiaaleja insinöörit luovat rakenteita, jotka ovat vahvempia, kevyempiä ja kestävämpiä kuin mikään yksittäinen materiaali voi saavuttaa yksin.

Mitä ovat komposiittimateriaalit?

Toimialat ympäri maailmaa pyrkivät ottamaan käyttöön komposiitteja, mikä lisää kysyntää nopeammille ja älykkäämmille tavoille suunnitella ja validoida nämä korkean suorituskyvyn materiaalit.

Insinöörit hyödyntävät suunnittelun ja simuloinnin voimaa vapauttaakseen komposiittimateriaalien täyden potentiaalin — hiilikuituvahvisteisista polymeereistä edistyneisiin lasikuiturakenteisiin. Määrittelemällä tarkat materiaaliominaisuudet, kuidun suunnat ja asettelujaksot tiimit simuloivat todellisia mekaanisia, termisiä ja dynaamisia kuormia ennen kuin yksi prototyyppi rakennetaan. Simulointityökalut paljastavat jännitysjakaumat, ennustavat vikatiloja ja paljastavat rakenteelliset heikkoudet varhaisessa vaiheessa — vähentävät kehityskuluja ja nopeuttavat markkinoille tuloaikaa. Ilmailu-, auto- ja energiateollisuudessa suunnittelu ja simulointi antavat insinööreille mahdollisuuden rakentaa kevyempiä, vahvempia ja älykkäämpiä komposiittikomponentteja luottavaisin mielin.

composites-article1-1280x720

Yhdistettyjen monimutkaisuuksien navigointi

Komposiittimateriaaleilla on uskomattomia etuja, mutta niiden ainutlaatuiset ominaisuudet tuovat merkittäviä suunnittelu- ja valmistushaasteita. Ymmärrämme nämä kriittiset esteet ja meillä on innovatiivisia lähestymistapoja, joiden avulla voit voittaa ne tehokkaasti.

Materiaalin monimutkaisuuden lisääminen

Toisin kuin metalli, komposiittien käyttäytyminen vaihtelee kuidun suunnan, asettelujärjestyksen ja materiaaliyhdistelmien mukaan. Niiden anisotrooppinen luonne vaikeuttaa rakenteellisen vasteen ennustamista, vaatii edistynyttä mallinnusta ja erikoistunutta asiantuntemusta.

Rakenteellinen validointi vaikeutuu

Komposiittien validointi on monimutkaisempaa kuin perinteisten materiaalien kanssa, ja siihen liittyy useita vikaantumistiloja ja vaatii sekä laajaa testausta että simulointia virtuaalimallien yhdenmukaistamiseksi todellisen suorituskyvyn kanssa.

Valmistuksen vaihtelu

Komposiitit ovat erittäin herkkiä valmistukselle. Hartsin jakautuminen ja kuidun sijoittaminen voivat aiheuttaa vikoja - tyhjiöitä, delaminoitumista tai vääntymistä - jotka vaikuttavat rakenteelliseen suorituskykyyn. Johdonmukainen tuotanto on edelleen kallis haaste.

Komposiittisuunnittelu- ja simulointiohjelmistoratkaisut

Edistykselliset suunnittelu- ja simulointiohjelmistot vastaavat komposiittisuunnittelun vaikeimpiin haasteisiin suoraan. Varhaisen vaiheen suunnittelusta valmistukseen, se antaa insinööreille mahdollisuuden liikkua nopeammin, simuloida älykkäämmin ja rakentaa parempia komposiittituotteita luottavaisin mielin.

Pala hiilikuitukudosta

Yhdistetty työnkulun integrointi

Siemens yhdistää komposiittisuunnittelun ja valmistuksen — konseptista ja simulaatiosta kuitupolkujen suunnitteluun ja tuotantoon — eliminoi kalliit tiedonsiirrot ja säilyttää suunnittelun tarkoitus koko prosessin ajan.

hallinta-yhdistelmät-87076-ominaisuus (2) -640x360

Nopeuta suunnittelun optimointia

NX:n ja Simcenterin avulla insinöörit voivat nopeasti testata tuhansia suunnitteluvaihtoehtoja — kuitusuuntauksia, asettelujaksoja ja materiaaleja — mikä vähentää kehitysaikaa, leikata prototyyppejä ja auttaa tiimejä löytämään parhaan suunnittelun nopeammin.

FEA-ääriviivakaavio, joka näyttää jännityksen tai siirtymäjakauman komposiittikomponentissa.

Vian ennustaminen ja validointi

Simcenterin simulointityökalut mallintavat tehokkaasti komposiittivikoja, kuten delaminaatiota, kuidun rikkoutumista ja matriisin halkeilua, jolloin insinöörit voivat havaita rakenteelliset ongelmat varhaisessa vaiheessa ja parantaa turvallisuutta minimoiden samalla kalliit uudelleensuunnittelut.

Henkilö seisoo surffilaudalla meressä pitämällä surffilautaa oikeassa kädessään.

Valmistustietoinen suunnittelu

Siemens yhdistää suunnittelun ja valmistuksen simuloimalla tuotettavuutta suorituskykyyn ja varmistaa, että komposiitit voidaan rakentaa suunnitellusti harkitsemalla verhoamista, kovettumista ja kuidun sijoittamista ennen kalliita työkaluja ja tuotantoa.

Kuinka voit varmistaa, että komposiittimateriaaleista valmistamasi tuotteet täyttävät suorituskyky- ja valmistettavuusvaatimukset?

Insinöörit käyttävät suunnittelua ja simulointia maksimoidakseen komposiittimateriaalien potentiaalin ennustamalla suorituskykyä ja heikkouksia varhaisessa vaiheessa. Tämä prosessi rakentaa kevyempiä, vahvempia ja älykkäämpiä komponentteja ilmailu-, auto- ja energiateollisuudelle.

Tuotettava komposiittimuotoilu, jossa tikat näyttävät litteän kuvion NX-komposiiteissa

Siemens-tuotteet komposiittisuunnitteluun ja simulointiin

Siemens tarjoaa vankan, integroidun ohjelmistopaketin komposiittisuunnitteluun, joka virtaviivaistaa kaikkea suunnittelusta valmistukseen. Insinöörit voivat työskennellä nopeammin, simuloida tehokkaammin ja rakentaa erinomaisia tuotteita, mikä auttaa organisaatioita saamaan vahvan kilpailuedun.

Lue lisää

Katso

Webinaari | Komposiittimoottorikehityksen digitalisointi

Webinaari | Teollisuus 4.0 komposiitti-ilmarakenteiden kehittämiseen

Kuuntele

Podcast | eVTOL rakennesuunnittelu komposiiteilla ja additiivisella valmistuksella

Lue lisää

Tapaustutkimus | Oracle Red Bull Racing

Blogi | Lyhytkuituvahvisteisten komposiittien väsymissimulointi

Tapaustutkimus | AlphaTauri Scuderia