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複合材料の設計とシミュレーション

複合材料は現代の工学を変えています。エンジニアは、2つ以上の異なる材料を組み合わせることで、1つの材料だけで実現できるものよりも強く、軽く、耐久性のある構造を作ります。

複合材料とは何ですか?

世界中の産業が複合材料の採用を競い合っており、これらの高性能材料をより速く、よりスマートに設計および検証する方法への需要が高まっています。

エンジニアは、設計とシミュレーションの力を利用して、炭素繊維強化ポリマーから高度なガラス繊維構造まで、複合材料の可能性を最大限に引き出します。正確な材料特性、繊維配向、レイアップシーケンスを定義することで、チームは単一のプロトタイプを構築する前に、実際の機械的、熱的、動的負荷をシミュレートします。シミュレーションツールは、応力分布を明らかにし、故障モードを予測し、構造上の弱点を早期に明らかにすることで、開発コストを削減し、市場投入までの時間を短縮します。航空宇宙、自動車、エネルギー業界全体で、設計とシミュレーションにより、エンジニアはより軽量で強く、よりスマートな複合部品を自信を持って製造することができます。

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複合複合体の複雑さを乗り切る

複合材料には信じられないほどの利点がありますが、その独特の特性により、エンジニアリングや製造上の大きな課題が生じます。私たちはこれらの重大なハードルを理解しており、あなたがそれらを効果的に克服するのに役立つ革新的なアプローチを用意しています。

材料の複雑さが増しています

金属とは異なり、複合材料の挙動は繊維の配向、レイアップ順序、材料の組み合わせによって異なります。その異方性により、構造応答の予測が複雑になり、高度なモデリングと専門知識が必要になります。

構造検証が難しくなります

複合材料の検証は従来の材料よりも複雑で、複数の故障モードがあり、仮想モデルを実際の性能に合わせるには広範なテストとシミュレーションの両方が必要です。

製造上のばらつき

複合材料は製造に非常に敏感です。樹脂の分布と繊維の配置は、構造性能に影響を与える欠陥(ボイド、層間剥離、反り)を引き起こす可能性があります。一貫した生産は依然としてコストのかかる課題です。

複合材設計およびシミュレーションソフトウェアソリューション

高度な設計およびシミュレーションソフトウェアは、複合材エンジニアリングの最も困難な課題に正面から取り組みます。初期の設計段階から製造に至るまで、エンジニアはより迅速に行動し、よりスマートにシミュレートし、より優れた複合製品を自信を持って構築することができます。

織物素材、カーボン・ファイバー

複合ワークフローの統合

シーメンスは、コンセプトやシミュレーションからファイバーパスの計画と製造まで、複合材料の設計と製造を統合して、コストのかかるデータの引き渡しをなくし、プロセス全体を通して設計意図を維持します。

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設計の最適化を加速させましょう

NXとSimcenterを使用すると、エンジニアはファイバー配向、レイアップシーケンス、材料など、何千もの設計オプションを迅速にテストできるため、開発時間が短縮され、プロトタイプが削減され、チームが最適な設計をより迅速に見つけることができます。

複合部品の応力または変位分布を示すFEA等高線図。

故障予測と検証

Simcenterのシミュレーションツールは、層間剥離、ファイバーの破損、マトリックスの亀裂などの複合材料の故障モードを効果的にモデル化できるため、エンジニアはコストのかかる再設計を最小限に抑えながら構造上の問題を早期に発見し、安全性を高めることができます。

ある人が海のサーフボードの上に立っていて、右手にサーフボードを持っています。

製造を意識したデザイン

シーメンスは、生産性と性能をシミュレートすることで設計と製造を結び付け、高価な工具や製造の前にドレープ、硬化、繊維の配置を検討することで、複合材を設計どおりに製造できるようにします。

複合材料で作る製品が性能と製造性の要件を満たしていることをどのように確認できますか?

エンジニアは設計とシミュレーションを使用して複合材料の可能性を最大限に引き出し、性能と弱点を早期に予測します。このプロセスにより、航空宇宙、自動車、エネルギー産業向けに、より軽く、より強く、よりスマートなコンポーネントが作られます。

NX Compositesのダーツがフラットパターンを示す、生産性の高い複合デザイン

複合材設計とシミュレーション用のシーメンス製品

シーメンスは、設計から製造まですべてを合理化する、複合材エンジニアリング向けの堅牢な統合ソフトウェアスイートを提供しています。エンジニアはより速く作業し、より効率的にシミュレーションを行い、優れた製品を構築できるため、組織が強力な競争上の優位性を獲得するのに役立ちます。

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