Dizajn i simulacija kompozitnih materijala

Kompozitni materijali transformiraju moderni inženjering. Kombinirajući dva ili više različitih materijala, inženjeri stvaraju strukture koje su jače, lakše i izdržljivije od svega što jedan materijal može postići sam.

Što su kompozitni materijali?

Industrije širom svijeta utrkuju se usvajanjem kompozita - što povećava potražnju za bržim, pametnijim načinima dizajniranja i provjere ovih materijala visokih performansi.

Inženjeri koriste snagu dizajna i simulacije kako bi otključali puni potencijal kompozitnih materijala - od polimera ojačanih ugljičnim vlaknima do naprednih struktura od staklenih vlakana. Definiranjem preciznih svojstava materijala, orijentacija vlakana i sekvenci rasporeda, timovi simuliraju mehanička, toplinska i dinamička opterećenja u stvarnom svijetu prije nego što se izgradi jedan prototip. Alati za simulaciju otkrivaju raspodjelu stresa, predviđaju načine neuspjeha i rano otkrivaju strukturne slabosti — smanjujući troškove razvoja i ubrzavajući vrijeme izlaska na tržište. U zrakoplovnoj, automobilskoj i energetskoj industriji dizajn i simulacija osnažuju inženjere da s povjerenjem grade lakše, jače i pametnije kompozitne komponente.

Navigacija kompozitnim složenostima

Kompozitni materijali nude nevjerojatne prednosti, ali njihova jedinstvena svojstva uvode značajne inženjerske i proizvodne izazove. Razumijemo ove kritične prepreke i opremljeni smo inovativnim pristupima koji će vam pomoći da ih učinkovito prevladate.

Povećanje složenosti materijala

Za razliku od metala, ponašanje kompozita varira ovisno o orijentaciji vlakana, slijedu rasporeda i kombinacijama materijala. Njihova anizotropna priroda komplicira predviđanje strukturnog odgovora, zahtijevajući napredno modeliranje i specijaliziranu stručnost.

Strukturna validacija postaje teška

Validacija kompozita složenija je nego kod tradicionalnih materijala, uključuje više načina kvara i zahtijeva opsežno testiranje i simulaciju kako bi se virtualni modeli uskladili s performansama u stvarnom svijetu.

Varijabilnost proizvodnje

Kompoziti su vrlo osjetljivi na proizvodnju. Distribucija smole i postavljanje vlakana mogu uzrokovati nedostatke - praznine, raslojavanje ili iskrivljavanje - koji utječu na strukturne performanse. Konzistentna proizvodnja ostaje skup izazov.

Kompozitna softverska rješenja za dizajn i simulaciju

Napredni softver za dizajn i simulaciju suočava se s najtežim izazovima kompozitnog inženjeringa. Od dizajna u ranoj fazi do proizvodnje, osnažuje inženjere da se brže kreću, pametnije simuliraju i s povjerenjem grade bolje kompozitne proizvode.

Komad materijala za tkanje ugljičnih vlakana

Kompozitna integracija tijeka rada

Siemens objedinjuje kompozitni dizajn i proizvodnju - od koncepta i simulacije do planiranja i proizvodnje vlakana - eliminirajući skupe prijave podataka i čuvajući namjeru dizajna tijekom cijelog procesa.

upravljanje kompozicima-87076-značajka (2) -640x360

Ubrzajte optimizaciju dizajna

NX i Simcenter omogućuju inženjerima brzo testiranje tisuća opcija dizajna - orijentacije vlakana, sekvence rasporeda i materijala - smanjujući vrijeme razvoja, rezanje prototipova i pomažući timovima da brže pronađu najbolji dizajn.

FEA konturni dijagram koji prikazuje raspodjelu naprezanja ili pomaka u kompozitnoj komponenti.

Predviđanje i provjera neuspjeha

Simcenter simulacijski alati učinkovito modeliraju kompozitne načine kvarova poput raslojavanja, lomljenja vlakana i pucanja matrice, omogućujući inženjerima da rano uhvate strukturne probleme i poboljšaju sigurnost uz minimiziranje skupih redizajna.

Osoba stoji na dasci za surfanje u oceanu, držeći dasku za surfanje u desnoj ruci.

Dizajn svjestan proizvodnje

Siemens povezuje dizajn i proizvodnju simulirajući proizvodnost s performansama, osiguravajući da se kompoziti mogu graditi onako kako je dizajnirano razmatranjem drapiranjem, stvrdnjavanjem i postavljanjem vlakana prije skupog alata i proizvodnje.

Kako možete osigurati da će proizvodi koje izrađujete od kompozitnih materijala zadovoljiti zahtjeve performansi i proizvodnosti?

Inženjeri koriste dizajn i simulaciju kako bi maksimizirali potencijal kompozitnih materijala, rano predviđajući performanse i slabosti. Ovaj proces gradi lakše, jače i pametnije komponente za zrakoplovnu, automobilsku i energetsku industriju.

Proizvodljiv kompozitni dizajn s pikadama koji prikazuje ravni uzorak u NX Composites-u

Siemens proizvodi za kompozitni dizajn i simulaciju

Siemens nudi robustan, integrirani softverski paket za kompozitni inženjering, pojednostavljujući sve, od dizajna do proizvodnje. Inženjeri mogu raditi brže, učinkovitije simulirati i graditi vrhunske proizvode, pomažući organizacijama da steknu snažnu konkurentsku prednost.

Promotivna slika za ispitivanje proizvoda s plavo-bijelom shemom boja i rukom osobe koja drži telefon.

Saznajte više

Pregled

Webinar | Digitalizacija razvoja kompozitnih zrakoplovnih motora

Webinar | Industrija 4.0 za razvoj kompozitne zrakostrukture

Poslušajte

Podcast | eVTOL konstrukcijski dizajn korištenjem kompozita i aditivna proizvodnja

Pročitajte

Studija slučaja | Oracle Red Bull Racing

Blog | Simulacija umora kompozita ojačanih kratkim vlaknima

Studija slučaja | AlphaTauri Scuderia