Simulation mécanique et de fabrication

Bien que les deux soient des solveurs d'éléments finis de classe mondiale, Simcenter Nastran et Simcenter Optistruct ont des forces distinctes qui rendent chacun mieux adapté à des flux de travail particuliers. Simcenter Nastran est largement considéré comme l'étalon-or pour l'analyse structurelle de l'aérospatiale et de la défense, offrant un support profond pour l'aéroélasticité, la dynamique du rotor et la réponse dynamique complexe — des environnements où la traçabilité de la certification et la fidélité des solveurs sont primordiales. Simcenter Optistruct, en revanche, a été conçu à partir de zéro avec l'optimisation à son cœur, ce qui en fait le choix préféré lorsque la conception légère, l'exploration de la topologie ou l'optimisation basée sur la fatigue sont des objectifs principaux. De nombreuses organisations déploient les deux solveurs à l'intérieur Simcenter Hypermesh, en tirant parti de chaque endroit où il excelle tout en maintenant un environnement cohérent de pré- et de post-traitement au sein de leurs équipes d'ingénierie.

L'analyse traditionnelle par éléments finis nécessite un investissement de temps important dans le nettoyage de la géométrie, la démise en valeur et la génération de maillage — des étapes qui peuvent prendre plus d'heures d'ingénierie que l'analyse elle-même. Simcenter Simsolid élimine ce goulot d'étranglement en utilisant une technologie avancée sans maillage qui fonctionne directement sur la géométrie CAO complète, y compris les assemblages avec des centaines de composants, des pièces à parois minces et des contacts complexes. Plutôt que de remplacer les solveurs FEA traditionnels comme Simcenter Nastran ou Simcenter Optistruct pour la validation finale, Simcenter Simsolid est le plus puissant plus tôt dans le cycle de conception, où l'itération rapide et l'exploration de l'espace de conception sont essentielles. Les ingénieurs peuvent effectuer des évaluations structurelles significatives en quelques minutes, identifier les chemins de charge et les zones à problèmes, et arriver à une FEA détaillée avec une conception beaucoup plus mature, ce qui réduit considérablement les délais de simulation globaux.

Simcenter Radioss et Simcenter Madymo abordent des aspects complémentaires mais distincts de la simulation des accidents et de la sécurité, et leur utilisation combinée donne aux ingénieurs de sécurité une chaîne d'outils unique et complète. Simcenter Radioss excelle dans la modélisation de la réponse structurelle du véhicule lui-même — déformation des structures carrosserie en blanc, interactions barrières et comportement d'absorption d'énergie lors d'événements d'impact à grande vitesse. Simcenter Madymo, quant à lui, se spécialise dans la réponse biomécanique des occupants des véhicules et des piétons, simulant avec précision les modèles fictifs, les modèles de corps humain, les systèmes de retenue tels que les ceintures de sécurité et les airbags, et les interactions avec les sièges de sécurité pour enfants. En couplant les résultats structurels de Simcenter Radioss aux modèles d'occupants Simcenter Madymo, les ingénieurs peuvent évaluer les paramètres de blessure tels que le critère de blessure à la tête (HIC), la déviation thoracique et les charges fémur dans un seul flux de travail intégré, ce qui permet une conformité plus rapide et plus précise aux réglementations de sécurité mondiales, y compris les normes Euro NCAP, FMVSS et CEE-ONU.

L'un des aspects les plus difficiles de la simulation des mécanismes est de capturer avec précision l'interaction dynamique entre la flexibilité structurelle, la logique de commande active et les charges de fonctionnement réalistes — et c'est précisément là que Simcenter Motionsolve se distingue. Plutôt que de traiter les corps comme purement rigides, Simcenter Motionsolve prend en charge l'intégration flexible du corps grâce à la synthèse en mode composant Craig-Bampton, permettant à la déformation structurelle d'influencer le comportement dynamique au niveau du système. Les systèmes de contrôle — qu'ils soient modélisés de manière native ou co-simulés avec des outils comme Simulink — peuvent être étroitement couplés au modèle mécanique, permettant des tests virtuels de type matériel en boucle. Pneu Simcenter les modèles alimentent des excitations réalistes de charge routière, tandis que les connexions à Simcenter Nastran ou Simcenter 3D permettre la récupération de la fatigue et du stress sur les composants flexibles directement à partir des résultats MBD - créant un véritable flux de travail de bout en bout et de durabilité.

Simcenter Optistruct et Simcenter Inspire les deux offrent de puissantes capacités d'optimisation structurelle, mais elles sont conçues pour différents utilisateurs et étapes du processus de développement de produits. Simcenter Optistruct est un outil de niveau solveur offrant toute la profondeur des mathématiques d'optimisation — topologie, topographie, taille, forme et optimisation du réseau — avec un contrôle précis des contraintes, des règles de fabrication et des scénarios de cas à charges multiples. C'est l'outil de choix pour les spécialistes de la simulation qui doivent intégrer l'optimisation dans des flux de travail d'ingénierie rigoureux et validés. Simcenter Inspire, en revanche, présente les résultats d'optimisation grâce à une interface hautement visuelle et centrée sur la géométrie qui rend la conception générative accessible aux ingénieurs concepteurs et aux concepteurs industriels sans expérience approfondie en FEA. Utilisé ensemble de manière stratégique, Simcenter Inspire peut rapidement générer et communiquer des géométries de concept optimisées au début du développement, tandis que Simcenter Optistruct affine et valide ces concepts selon des normes prêtes pour la production plus tard dans le processus.

Une pièce qui fonctionne parfaitement en simulation mais qui se déforme pendant la fabrication peut ne pas respecter les tolérances d'assemblage ou les exigences structurelles en service, ce qui rend le lien entre la simulation de fabrication et l'analyse structurelle d'une importance cruciale. Les capacités de simulation de fabrication de pièces de Simcenter prédisent des phénomènes tels que le recul dans le formage de la tôle, les contraintes résiduelles dues au soudage et au traitement thermique, et la distorsion dans les constructions de fabrication additive. De manière critique, ces résultats de contrainte résiduelle et de déviation géométrique induits par la fabrication peuvent être mappés directement en aval Simcenter Nastran ou Simcenter Optistruct analyses structurelles, permettant aux ingénieurs d'évaluer comment l'état tel que fabriqué — plutôt que la géométrie CAO idéale — affecte la durée de vie à la fatigue, la résistance au flambage et l'intégrité structurelle globale. Cette connexion en boucle fermée entre la fabrication et la simulation structurelle est un catalyseur clé du développement de produits pour la première fois.