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Projeto e simulação para materiais compósitos

Os materiais compostos estão transformando a engenharia moderna. Ao combinar dois ou mais materiais distintos, os engenheiros criam estruturas que são mais fortes, mais leves e mais duráveis do que qualquer coisa que um único material possa alcançar sozinho.

O que são materiais compostos?

Indústrias em todo o mundo estão correndo para adotar compostos, impulsionando a demanda por formas mais rápidas e inteligentes de projetar e validar esses materiais de alto desempenho.

Os engenheiros aproveitam o poder do design e da simulação para liberar todo o potencial dos materiais compostos, desde polímeros reforçados com fibra de carbono até estruturas avançadas de fibra de vidro. Ao definir propriedades precisas do material, orientações de fibra e sequências de disposição, as equipes simulam cargas mecânicas, térmicas e dinâmicas do mundo real antes que um único protótipo seja construído. As ferramentas de simulação revelam distribuições de tensões, prevêem modos de falha e expõem fragilidades estruturais precocemente, reduzindo os custos de desenvolvimento e acelerando o tempo de lançamento no mercado. Nos setores aeroespacial, automotivo e de energia, o design e a simulação capacitam os engenheiros a construir componentes compostos mais leves, fortes e inteligentes com confiança.

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Navegando pelas complexidades dos compostos

Os materiais compostos oferecem vantagens incríveis, mas suas propriedades exclusivas apresentam desafios significativos de engenharia e fabricação. Entendemos esses obstáculos críticos e estamos equipados com abordagens inovadoras para ajudar você a superá-los de forma eficaz.

Aumento da complexidade do material

Ao contrário do metal, o comportamento dos compósitos varia com a orientação da fibra, a sequência de disposição e as combinações de materiais. Sua natureza anisotrópica complica a previsão da resposta estrutural, exigindo modelagem avançada e conhecimento especializado.

A validação estrutural se torna difícil

A validação de compósitos é mais complexa do que com materiais tradicionais, envolvendo vários modos de falha e exigindo testes e simulações extensivos para alinhar modelos virtuais com desempenho real.

Variabilidade de fabricação

Os compósitos são altamente sensíveis à fabricação. A distribuição da resina e a colocação da fibra podem causar defeitos — vazios, delaminação ou deformação — que afetam o desempenho estrutural. A produção consistente continua sendo um desafio caro.

Soluções de software de design e simulação de compósitos

O software avançado de projeto e simulação enfrenta os desafios mais difíceis da engenharia de compostos de frente. Desde o projeto inicial até a fabricação, ele capacita os engenheiros a se moverem mais rapidamente, simularem de forma mais inteligente e criarem produtos compostos melhores com confiança.

Um pedaço de material de tecido de fibra de carbono

Integração de fluxo de trabalho composto

A Siemens unifica o projeto e a fabricação de compostos, desde o conceito e a simulação até o planejamento e a produção do caminho da fibra, eliminando as dispendiosas transferências de dados e preservando a intenção do projeto durante todo o processo.

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Acelere a otimização do design

O NX e o Simcenter permitem que os engenheiros testem rapidamente milhares de opções de design — orientações de fibra, sequências de layout e materiais — reduzindo o tempo de desenvolvimento, cortando protótipos e ajudando as equipes a encontrar o melhor design com mais rapidez.

Gráfico de contorno FEA mostrando a distribuição de tensão ou deslocamento em um componente composto.

Previsão e validação de falhas

As ferramentas de simulação do Simcenter modelam com eficiência modos de falha compostos, como delaminação, quebra de fibra e fissuração de matriz, permitindo que os engenheiros detectem problemas estruturais precocemente e aumentem a segurança, ao mesmo tempo em que minimizam reprojetos dispendiosos.

Uma pessoa está de pé em uma prancha de surfe no oceano, segurando uma prancha de surfe na mão direita.

Design sensível à fabricação

A Siemens conecta design e fabricação simulando a produtibilidade com o desempenho, garantindo que os compósitos possam ser construídos conforme projetado, considerando o drapeado, a cura e a colocação de fibras antes de ferramentas e produção caras.

Como você pode garantir que os produtos fabricados com materiais compostos atendam aos requisitos de desempenho e manufaturabilidade?

Os engenheiros usam o projeto e a simulação para maximizar o potencial dos materiais compostos, prevendo o desempenho e os pontos fracos com antecedência. Esse processo cria componentes mais leves, fortes e inteligentes para as indústrias aeroespacial, automotiva e de energia.

Design composto produzível com dardos mostrando padrão plano em NX Composites

Produtos Siemens para projeto e simulação de compósitos

A Siemens oferece um pacote de software robusto e integrado para engenharia de compostos, simplificando tudo, desde o projeto até a fabricação. Os engenheiros podem trabalhar mais rápido, simular com mais eficiência e criar produtos superiores, ajudando as organizações a obter uma forte vantagem competitiva.

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