Symulacja mechaniczna i produkcyjna

Chociaż oba są światowej klasy rozwiązującymi elementy skończone, Simcenter Nastran a Simcenter Optistruct mają wyraźne mocne strony, które sprawiają, że każdy z nich jest lepiej dostosowany do określonych przepływów pracy. Simcenter Nastran jest powszechnie uważany za złoty standard w analizie konstrukcji lotniczej i obronnej, oferując głębokie wsparcie dla aeroelastyczności, dynamiki wirnika i złożonej reakcji dynamicznej — środowiska, w których identyfikowalność certyfikacji i wierność solvera są najważniejsze. Natomiast Simcenter Optistruct został zaprojektowany od podstaw z optymalizacją w centrum, co czyni go preferowanym wyborem, gdy lekkie projektowanie, eksploracja topologii lub optymalizacja oparta na zmęczeniu są podstawowymi celami. Wiele organizacji wdraża oba rozwiązania w obrębie Simcenter Hypermesh, wykorzystując każde miejsce, w którym się wyróżnia, przy jednoczesnym zachowaniu spójnego środowiska wstępnego i końcowego w swoich zespołach inżynierskich.

Tradycyjna analiza elementów skończonych wymaga znacznego nakładu czasu na oczyszczanie geometrii, defektację i generowanie siatki — kroki, które mogą zająć więcej godzin inżynieryjnych niż sama analiza. Simcenter Simsolid eliminuje to wąskie gardło dzięki zastosowaniu zaawansowanej technologii bezsiatkowej, która działa bezpośrednio na w pełni funkcjonalnej geometrii CAD, w tym zespołach z setkami komponentów, cienkościennymi częściami i złożonymi stykami. Zamiast zastępować tradycyjne rozwiązania FEA, takie jak Simcenter Nastran lub Simcenter Optistruct w celu ostatecznej walidacji, Simcenter Simsolid jest najpotężniejszy na początku cyklu projektowania, gdzie szybka iteracja i eksploracja przestrzeni projektowej mają kluczowe znaczenie. Inżynierowie mogą przeprowadzać znaczące oceny strukturalne w ciągu kilku minut, identyfikować ścieżki obciążenia i obszary problemowe oraz dotrzeć do szczegółowego FEA ze znacznie bardziej dojrzałym projektem - znacznie zmniejszając ogólne osie czasu symulacji.

Simcenter Radioss a Simcenter Madymo zajmują się uzupełniającymi się, ale odrębnymi aspektami symulacji kolizji i bezpieczeństwa, a ich łączne zastosowanie zapewnia inżynierom bezpieczeństwa wyjątkowo kompleksowy łańcuch narzędzi. Simcenter Radioss wyróżnia się w modelowaniu reakcji strukturalnej samego pojazdu — deformacji struktur karoserii w bieli, interakcji barierowych i zachowania absorpcji energii podczas uderzeń z dużą prędkością. Tymczasem Simcenter Madymo specjalizuje się w biomechanicznej reakcji pasażerów pojazdu i pieszych, dokładnie symulując modele manekinów, modele ludzkiego ciała, systemy przytrzymujące, takie jak pasy bezpieczeństwa i poduszki powietrzne, oraz interakcje z fotelikami bezpieczeństwa dla dzieci. Łącząc wyniki konstrukcyjne Simcenter Radioss z modelami pasażerów Simcenter Madymo, inżynierowie mogą ocenić wskaźniki urazów, takie jak kryterium urazu głowy (HIC), ugięcie klatki piersiowej i obciążenia kości udowej w ramach jednego zintegrowanego przepływu pracy, co umożliwia szybszą i dokładniejszą zgodność z globalnymi przepisami bezpieczeństwa, w tym normami Euro NCAP, FMVSS i UNECE.

Jednym z najtrudniejszych aspektów symulacji mechanizmów jest dokładne uchwycenie dynamicznego oddziaływania między elastycznością konstrukcyjną, aktywną logiką sterowania i realistycznymi obciążeniami roboczymi — i to właśnie tutaj Simcenter Motionsolve wyróżnia się. Zamiast traktować ciała jako czysto sztywne, Simcenter Motionsolve wspiera elastyczną integrację ciała poprzez syntezę trybu komponentów Craig-Bamptona, umożliwiając deformacji strukturalnej wpływanie na dynamiczne zachowanie na poziomie systemu. Systemy sterowania - niezależnie od tego, czy są modelowane natywnie, czy współsymulowane z narzędziami takimi jak Simulink - mogą być ściśle powiązane z modelem mechanicznym, umożliwiając wirtualne testowanie sprzętu w pętli. Opona Simcenter modele zasilają realistyczne wzbudzenia obciążenia drogowego, podczas gdy połączenia z Simcenter Nastran albo Simcenter 3D umożliwiają regenerację zmęczenia i naprężenia elastycznych komponentów bezpośrednio z wyników MBD — tworząc naprawdę kompleksowy przepływ pracy obciążeń i trwałości.

Simcenter Optistruct a Simcenter Inspire oba zapewniają potężne możliwości optymalizacji strukturalnej, ale są przeznaczone dla różnych użytkowników i etapów procesu rozwoju produktu. Simcenter Optistruct to narzędzie na poziomie solvera, oferujące pełną głębię matematyki optymalizacji — topologię, topografię, rozmiar, kształt i optymalizację sieci — z precyzyjną kontrolą nad wiązaniami, regułami produkcji i scenariuszami wieloobciążeniowymi. Jest to narzędzie z wyboru dla specjalistów od symulacji, którzy muszą osadzić optymalizację w rygorystycznych, sprawdzonych przepływach pracy inżynierskiej. Natomiast Simcenter Inspire prezentuje wyniki optymalizacji dzięki wysoce wizualnemu interfejsowi zorientowanemu na geometrię, który sprawia, że projektowanie generatywne jest dostępne dla inżynierów projektantów i projektantów przemysłowych bez głębokiego tła FEA. Stosowany razem strategicznie, Simcenter Inspire może szybko generować i komunikować zoptymalizowane geometrie koncepcyjne na wczesnym etapie rozwoju, podczas gdy Simcenter Optistruct udoskonala i weryfikuje te koncepcje do standardów gotowych do produkcji w późniejszym procesie.

Część, która doskonale sprawdza się w symulacji, ale zniekształca się podczas produkcji, może nie spełniać tolerancji zespołu lub wymagań konstrukcyjnych w eksploatacji, co sprawia, że związek między symulacją produkcji a analizą konstrukcji jest niezwykle ważny. Możliwości symulacji produkcji części firmy Simcenter przewidują zjawiska, takie jak sprężyna w formowaniu blach, naprężenia resztkowe spowodowane spawaniem i obróbką cieplną oraz zniekształcenia w produkcji dodatkowej. Co krytyczne, te wywołane przez produkcję wyniki naprężeń szczątkowych i odchyleń geometrii można mapować bezpośrednio na dalsze Simcenter Nastran albo Simcenter Optistruct analizy konstrukcyjne umożliwiające inżynierom ocenę, w jaki sposób stan wyprodukowany — a nie idealna geometria CAD — wpływa na trwałość zmęczeniową, odporność na wyboczenie i ogólną integralność konstrukcji. To zamknięte połączenie między produkcją a symulacją strukturalną jest kluczowym czynnikiem umożliwiającym opracowywanie produktu po raz pierwszy.