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복합 재료 설계 및 시뮬레이션

복합 재료가 현대 엔지니어링을 바꾸고 있어요.엔지니어들은 서로 다른 두 가지 이상의 재료를 결합하여 단일 재료만으로 만들 수 있는 그 어떤 것보다 더 강하고 가볍고 내구성이 뛰어난 구조물을 만들어요.

복합 재료가 뭐예요?

전 세계 산업계가 복합소재를 채택하기 위해 경쟁하고 있어요. 이로 인해 이러한 고성능 재료를 설계하고 검증하는 더 빠르고 스마트한 방법에 대한 수요가 증가하고 있어요.

엔지니어들은 탄소 섬유 강화 폴리머부터 첨단 유리 섬유 구조까지 복합 재료의 잠재력을 최대한 활용하기 위해 설계와 시뮬레이션의 힘을 활용해요.팀은 정확한 재료 특성, 섬유 방향, 레이업 시퀀스를 정의하여 단일 프로토타입을 만들기 전에 실제 기계, 열, 동적 하중을 시뮬레이션해요.시뮬레이션 도구를 사용하면 스트레스 분포를 파악하고, 고장 모드를 예측하고, 구조적 약점을 조기에 발견하여 개발 비용을 대폭 줄이고 시장 출시 시간을 단축할 수 있어요.항공우주, 자동차, 에너지 산업 전반에서 설계와 시뮬레이션을 통해 엔지니어들은 더 가볍고 강하고 스마트한 복합 부품을 자신 있게 만들 수 있어요.

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복합적인 복잡성 헤쳐나가기

복합 재료는 놀라운 이점을 제공하지만 고유한 특성은 상당한 엔지니어링 및 제조 문제를 야기해요.우리는 이러한 중대한 장애물을 이해하고 있으며 효과적으로 극복할 수 있도록 도와주는 혁신적인 접근 방식을 갖추고 있어요.

물질 복잡성 증가

금속과 달리 복합재의 거동은 섬유 방향, 적층 순서, 재료 조합에 따라 달라요.비등방성 특성 때문에 구조적 반응 예측이 복잡해 고급 모델링하고 전문 지식이 필요해요.

구조적 검증이 어려워져요

복합소재 검증은 기존 재료보다 더 복잡해요. 고장 모드가 여러 개 있고 가상 모델을 실제 성능에 맞추려면 광범위한 테스트와 시뮬레이션이 필요해요.

제조상의 변동성

복합재료는 제조에 매우 민감해요.수지 분포와 섬유 배치는 구조적 성능에 영향을 미치는 결함 (보이드, 박리, 뒤틀림) 을 일으킬 수 있어요.일관된 생산은 여전히 비용이 많이 드는 과제예요.

복합재 설계 및 시뮬레이션 소프트웨어 솔루션

고급 설계 및 시뮬레이션 소프트웨어가 가장 어려운 복합 엔지니어링 문제를 정면으로 해결해요.초기 단계 설계부터 제조에 이르기까지 엔지니어들이 자신 있게 더 빠르게 움직이고, 더 스마트하게 시뮬레이션하고, 더 나은 복합 제품을 만들 수 있게 해줘요.

탄소 섬유 직조 재료 조각

복합 워크플로 통합

지멘스는 컨셉과 시뮬레이션부터 파이버 경로 계획 및 생산에 이르기까지 복합소재 설계와 제조를 통합하여 비용이 많이 드는 데이터 핸드오프를 없애고 프로세스 전반에 걸쳐 설계 의도를 보존해요.

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디자인 최적화 가속화하세요

NX와 Simcenter를 사용하면 엔지니어들이 섬유 방향, 레이업 시퀀스, 재료 등 수천 가지 설계 옵션을 빠르게 테스트하여 개발 시간을 단축하고 프로토타입을 잘라내며 팀이 최상의 설계를 더 빨리 찾을 수 있게 도와줘요.

복합 성분의 응력이나 변위 분포를 보여주는 FEA 등고선도예요.

실패 예측 및 검증

Simcenter 시뮬레이션 툴은 박리, 섬유 파손, 매트릭스 균열 같은 복합재 고장 모드를 효과적으로 모델링해서 엔지니어가 구조적 문제를 조기에 발견하고 안전성을 강화하는 동시에 비용이 많이 드는 재설계를 최소화할 수 있게 해줘요.

어떤 사람이 바다에서 서핑보드 위에 서 있는데 오른손에 서프보드를 들고 있어요.

제조를 고려한 설계

지멘스는 생산성과 성능을 시뮬레이션하여 설계와 제조를 연결해요. 비용이 많이 드는 툴링과 생산 전에 드레이핑, 경화, 섬유 배치를 고려하여 복합재를 설계대로 만들 수 있도록 해요.

복합 재료로 만드는 제품이 성능 및 제조 가능성 요구 사항을 충족하는지 어떻게 보장할 수 있나요?

엔지니어들은 설계와 시뮬레이션을 사용하여 복합 재료의 잠재력을 극대화하고 성능과 약점을 조기에 예측해요.이 프로세스는 항공우주, 자동차, 에너지 산업을 위한 더 가볍고, 강하고, 더 스마트한 부품을 만들어요.

NX 복합재에 플랫 패턴을 보여주는 다트가 있는 생산 가능한 합성 디자인

복합 설계 및 시뮬레이션용 지멘스 제품

지멘스는 설계부터 제조까지 모든 것을 간소화하는 복합 엔지니어링을 위한 강력한 통합 소프트웨어 제품군을 제공해요.엔지니어들은 더 빠르게 작업하고, 더 효율적으로 시뮬레이션하고, 우수한 제품을 만들어 조직이 강력한 경쟁 우위를 확보할 수 있도록 도와줘요.

자세히 알아보기

시청하기

웨비나 | 복합 항공 엔진 개발의 디지털화

웨비나 | 복합 항공구조물 개발을 위한 인더스트리 4.0이에요

팟캐스트

팟캐스트 | 복합소재와 적층 제조를 사용한 eVTOL 구조 설계

자료

케이스 스터디 | 오라클 레드불 레이싱

블로그 | 단섬유 강화 복합재료의 피로 시뮬레이션

케이스 스터디 | 스쿠데리아 알파타우리아