Simulazione meccanica e di produzione

Sebbene entrambi siano risolutori di elementi finiti di prim'ordine, Simcenter Nastran e Simcenter Optistruct hanno punti di forza distinti che li rendono più adatti a particolari flussi di lavoro. Simcenter Nastran è ampiamente considerato il gold standard per l'analisi strutturale nel settore aerospaziale e della difesa e offre un supporto approfondito per l'aeroelasticità, la dinamica del rotore e la risposta dinamica complessa, ambienti in cui la tracciabilità delle certificazioni e la fedeltà dei solutori sono fondamentali. Simcenter Optistruct, al contrario, è stato progettato da zero con l'ottimizzazione al centro, rendendolo la scelta preferita quando la progettazione leggera, l'esplorazione della topologia o l'ottimizzazione basata sulla fatica sono obiettivi primari. Molte organizzazioni utilizzano entrambi i risolutori all'interno Simcenter Hypermesh, sfruttando ognuno dei punti in cui eccelle mantenendo un ambiente di pre e post-elaborazione coerente tra i loro team di ingegneri.

L'analisi tradizionale agli elementi finiti richiede un investimento significativo in termini di tempo nella pulizia della geometria, nella decaratterizzazione e nella generazione di mesh, fasi che possono richiedere più ore di progettazione rispetto all'analisi stessa. Simcenter Simsolid elimina questo collo di bottiglia utilizzando una tecnologia meshless avanzata che funziona direttamente sulla geometria CAD completa, inclusi assiemi con centinaia di componenti, parti a parete sottile e contatti complessi. Piuttosto che sostituire i tradizionali solutori FEA come Simcenter Nastran o Simcenter Optistruct per la convalida finale, Simcenter Simsolid è più potente all'inizio del ciclo di progettazione, dove l'iterazione rapida e l'esplorazione dello spazio di progettazione sono fondamentali. Gli ingegneri possono eseguire valutazioni strutturali significative in pochi minuti, identificare i percorsi di carico e le aree problematiche e arrivare a una FEA dettagliata con un design molto più maturo, comprimendo notevolmente le tempistiche complessive di simulazione.

Simcenter Radioss e Simcenter Madymo affrontano aspetti complementari ma distinti della simulazione di incidenti e sicurezza e il loro uso combinato offre agli ingegneri della sicurezza una catena di strumenti completa e unica. Simcenter Radioss eccelle nella modellazione della risposta strutturale del veicolo stesso: deformazione delle strutture bianche, interazioni tra barriere e comportamento di assorbimento dell'energia durante gli eventi di impatto ad alta velocità. Simcenter Madymo, nel frattempo, è specializzato nella risposta biomeccanica degli occupanti dei veicoli e dei pedoni, simulando accuratamente modelli fittizi, modelli del corpo umano, sistemi di ritenuta come cinture di sicurezza e airbag e interazioni tra seggiolini di sicurezza per bambini. Associando i risultati strutturali di Simcenter Radioss ai modelli degli occupanti di Simcenter Madymo, gli ingegneri possono valutare le metriche degli infortuni come il criterio di lesione alla testa (HIC), la deflessione toracica e i carichi sui femori all'interno di un unico flusso di lavoro integrato, consentendo una conformità più rapida e accurata alle normative di sicurezza globali, inclusi gli standard Euro NCAP, FMVSS e UNECE.

Uno degli aspetti più impegnativi della simulazione dei meccanismi è l'acquisizione accurata dell'interazione dinamica tra flessibilità strutturale, logica di controllo attivo e carichi operativi realistici, ed è proprio qui che Simcenter Motionsolve si distingue. Piuttosto che trattare i corpi come puramente rigidi, Simcenter Motionsolve supporta l'integrazione flessibile del corpo attraverso la sintesi in modalità componente di Craig-Bampton, che consente alla deformazione strutturale di influenzare il comportamento dinamico a livello di sistema. I sistemi di controllo, siano essi modellati nativamente o co-simulati con strumenti come Simulink, possono essere strettamente associati al modello meccanico, consentendo test virtuali in stile hardware-in-the-loop. Pneumatico Simcenter i modelli alimentano eccitazioni realistiche del carico stradale, mentre le connessioni a Simcenter Nastran o Simcenter 3D consentire il recupero della fatica e dello stress sui componenti flessibili direttamente dai risultati MBD, creando un vero flusso di lavoro end-to-end per carichi e durata.

Simcenter Optistruct e Simcenter Inspire entrambi offrono potenti funzionalità di ottimizzazione strutturale, ma sono progettati per utenti e fasi diversi del processo di sviluppo del prodotto. Simcenter Optistruct è uno strumento a livello di solutore che offre tutta la profondità della matematica di ottimizzazione (topologia, topografia, dimensioni, forma e ottimizzazione del reticolo) con un controllo dettagliato su vincoli, regole di produzione e scenari di casi di carico multiplo. È lo strumento preferito dagli specialisti della simulazione che devono integrare l'ottimizzazione in flussi di lavoro ingegneristici rigorosi e convalidati. Simcenter Inspire, al contrario, presenta i risultati di ottimizzazione attraverso un'interfaccia altamente visiva e incentrata sulla geometria che rende la progettazione generativa accessibile a progettisti e designer industriali senza una profonda conoscenza della FEA. Utilizzato insieme strategicamente, Simcenter Inspire può generare e comunicare rapidamente geometrie concettuali ottimizzate nelle prime fasi dello sviluppo, mentre Simcenter Optistruct perfeziona e convalida tali concetti secondo standard pronti per la produzione più avanti nel processo.

Una parte che funziona perfettamente nella simulazione ma si distorce durante la produzione può non soddisfare le tolleranze di assemblaggio o i requisiti strutturali in servizio, il che rende il legame tra simulazione di produzione e analisi strutturale di fondamentale importanza. Le funzionalità di simulazione della produzione di componenti di Simcenter prevedono fenomeni come il ritorno elastico nella formatura della lamiera, le tensioni residue dovute alla saldatura e al trattamento termico e la distorsione negli edifici di produzione additiva. Fondamentalmente, questi risultati delle tensioni residue e delle deviazioni geometriche indotte dalla produzione possono essere mappati direttamente a valle Simcenter Nastran o Simcenter Optistruct analisi strutturali, che consentono agli ingegneri di valutare in che modo lo stato di fabbricazione, anziché la geometria CAD ideale, influenzi la durata a fatica, la resistenza alla deformazione e l'integrità strutturale complessiva. Questa connessione a circuito chiuso tra produzione e simulazione strutturale è un fattore chiave per lo sviluppo del prodotto giusto per la prima volta.