Progettazione e simulazione per materiali compositi

I materiali compositi stanno trasformando l'ingegneria moderna. Combinando due o più materiali distinti, gli ingegneri creano strutture più forti, leggere e durevoli di qualsiasi cosa un singolo materiale possa ottenere da solo.

Cosa sono i materiali compositi?

Le industrie di tutto il mondo stanno facendo a gara per adottare i materiali compositi, stimolando la domanda di modi più rapidi e intelligenti per progettare e convalidare questi materiali ad alte prestazioni.

Gli ingegneri sfruttano la potenza della progettazione e della simulazione per sbloccare tutto il potenziale dei materiali compositi, dai polimeri rinforzati con fibra di carbonio alle strutture avanzate in fibra di vetro. Definendo proprietà precise dei materiali, orientamenti delle fibre e sequenze di layup, i team simulano carichi meccanici, termici e dinamici reali prima della costruzione di un singolo prototipo. Gli strumenti di simulazione rivelano le distribuzioni dello stress, prevedono le modalità di fallimento ed espongono precocemente le debolezze strutturali, riducendo i costi di sviluppo e accelerando il time to market. Nei settori aerospaziale, automobilistico ed energetico, la progettazione e la simulazione consentono agli ingegneri di costruire componenti compositi più leggeri, resistenti e intelligenti con sicurezza.

Navigare tra complessità composite

I materiali compositi offrono vantaggi incredibili, ma le loro proprietà uniche introducono importanti sfide ingegneristiche e produttive. Comprendiamo questi ostacoli critici e siamo dotati di approcci innovativi per aiutarla a superarli efficacemente.

Aumento della complessità dei materiali

A differenza del metallo, il comportamento dei compositi varia in base all'orientamento delle fibre, alla sequenza di stratificazione e alle combinazioni di materiali. La loro natura anisotropa complica la previsione della risposta strutturale, richiedendo modelli avanzati e competenze specialistiche.

La convalida strutturale diventa difficile

La convalida dei compositi è più complessa rispetto ai materiali tradizionali, comporta diverse modalità di errore e richiede sia test approfonditi che simulazioni per allineare i modelli virtuali alle prestazioni del mondo reale.

Variabilità della produzione

I materiali compositi sono molto sensibili alla produzione. La distribuzione della resina e il posizionamento delle fibre possono causare difetti, vuoti, delaminazioni o deformazioni, che influiscono sulle prestazioni strutturali. Una produzione costante rimane una sfida costosa.

Soluzioni software di progettazione e simulazione composite

Il software avanzato di progettazione e simulazione affronta a testa alta le sfide più difficili dell'ingegneria dei compositi. Dalla progettazione iniziale alla produzione, consente agli ingegneri di muoversi più velocemente, simulare in modo più intelligente e costruire prodotti compositi migliori con sicurezza.

Un pezzo di materiale a trama di fibra di carbonio

Integrazione composita del flusso di lavoro

Siemens unifica la progettazione e la produzione di materiali compositi, dall'ideazione e simulazione alla pianificazione e produzione del percorso in fibra, eliminando i costosi trasferimenti di dati e preservando l'intento progettuale durante l'intero processo.

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Accelera l'ottimizzazione della progettazione

NX e Simcenter consentono agli ingegneri di testare rapidamente migliaia di opzioni di progettazione (orientamenti delle fibre, sequenze di layup e materiali) riducendo i tempi di sviluppo, tagliando i prototipi e aiutando i team a trovare più rapidamente il design migliore.

Grafico di contorno FEA che mostra la distribuzione della tensione o dello spostamento in un componente composito.

Previsione e convalida dei guasti

Gli strumenti di simulazione Simcenter modellano efficacemente le modalità di guasto dei compositi come la delaminazione, la rottura delle fibre e la rottura della matrice, consentendo agli ingegneri di individuare precocemente i problemi strutturali e aumentare la sicurezza riducendo al minimo le costose riprogettazioni.

Una persona è in piedi su una tavola da surf nell'oceano, con una tavola da surf nella mano destra.

Design orientato alla produzione

Siemens collega progettazione e produzione simulando la producibilità con le prestazioni, assicurando che i compositi possano essere costruiti come progettato considerando il drappeggio, la polimerizzazione e il posizionamento delle fibre prima di costosi utensili e produzione.

Come può garantire che i prodotti che realizza con materiali compositi soddisfino i requisiti di prestazioni e producibilità?

Gli ingegneri utilizzano la progettazione e la simulazione per massimizzare il potenziale dei materiali compositi, prevedendo precocemente prestazioni e punti deboli. Questo processo crea componenti più leggeri, resistenti e intelligenti per i settori aerospaziale, automobilistico ed energetico.

Design composito producibile con freccette che mostrano un motivo piatto in NX Composites

Prodotti Siemens per la progettazione e la simulazione di materiali compositi

Siemens offre una suite software robusta e integrata per l'ingegneria dei compositi, che semplifica tutto, dalla progettazione alla produzione. Gli ingegneri possono lavorare più velocemente, simulare in modo più efficiente e creare prodotti superiori, aiutando le organizzazioni a ottenere un forte vantaggio competitivo.

Un'immagine promozionale per una prova di un prodotto con una combinazione di colori blu e bianco e la mano di una persona con in mano un telefono.

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