Simulação mecânica e de fabrico

Embora ambos sejam solucionadores de elementos finitos de classe mundial, Simcenter Nastran e Simcenter Optistruct têm pontos fortes distintos que tornam cada um mais adequado a fluxos de trabalho específicos. O Simcenter Nastran é amplamente considerado como o padrão-ouro para análises estruturais aeroespaciais e de defesa, oferecendo suporte profundo para aeroelasticidade, dinâmica do rotor e resposta dinâmica complexa — ambientes onde a rastreabilidade da certificação e a fidelidade do solver são fundamentais. O Simcenter Optistruct, pelo contrário, foi arquitetado desde o início com a otimização no seu núcleo, tornando-se a escolha preferida quando o design leve, a exploração de topologia ou a otimização orientada pela fadiga são objetivos primários. Muitas organizações implementam ambos os solucionadores dentro Simcenter Hypermesh, alavancando cada um onde se destaca, mantendo um ambiente consistente de pré e pós-processamento em todas as suas equipas de engenharia.

A análise tradicional de elementos finitos requer um investimento de tempo significativo em limpeza de geometria, descaracterização e geração de malha — etapas que podem consumir mais horas de engenharia do que a própria análise. Simcenter Simsolid elimina este gargalo usando uma tecnologia avançada sem malha que funciona diretamente na geometria CAD com todas as funcionalidades, incluindo montagens com centenas de componentes, peças de paredes finas e contactos complexos. Em vez de substituir os solucionadores FEA tradicionais como o Simcenter Nastran ou o Simcenter Optistruct para validação final, o Simcenter Simsolid é o mais poderoso no início do ciclo de design, onde a iteração rápida e a exploração espacial de design são críticas. Os engenheiros podem realizar avaliações estruturais significativas em minutos, identificar caminhos de carga e áreas problemáticas e chegar a um FEA detalhado com um design muito mais maduro — comprimindo consideravelmente os cronogramas gerais da simulação.

Simcenter Radioss e Simcenter Madymo abordam aspectos complementares mas distintos da simulação de colisão e segurança, e o seu uso combinado dá aos engenheiros de segurança um conjunto de ferramentas excepcionalmente abrangente. A Simcenter Radioss destaca-se na modelagem da resposta estrutural do próprio veículo — deformação de estruturas corpo-em-branco, interações de barreira e comportamento de absorção de energia durante eventos de impacto de alta velocidade. O Simcenter Madymo, entretanto, é especializado na resposta biomecânica de ocupantes de veículos e peões, simulando com precisão modelos fictícios, modelos do corpo humano, sistemas de retenção como cintos de segurança e airbags, e interações com assentos de segurança para crianças. Ao acoplar os resultados estruturais do Simcenter Radioss com os modelos de ocupantes Simcenter Madymo, os engenheiros podem avaliar as métricas de lesões, como critério de lesão na cabeça (HIC), deflexão torácica e cargas de fêmur dentro de um único fluxo de trabalho integrado — permitindo uma conformidade mais rápida e precisa com os regulamentos de segurança globais, incluindo as normas Euro NCAP, FMVSS e UNECE.

Um dos aspetos mais desafiadores da simulação de mecanismos é captar com precisão a interação dinâmica entre flexibilidade estrutural, lógica de controlo ativo e cargas operacionais realistas — e é precisamente aqui Simcenter Motionsolve distingue-se. Em vez de tratar os corpos como puramente rígidos, o Simcenter Motionsolve suporta a integração flexível do corpo através da síntese do modo de componentes Craig-Bampton, permitindo que a deformação estrutural influencie o comportamento dinâmico ao nível do sistema. Os sistemas de controlo — sejam modelados nativamente ou co-simulados com ferramentas como o Simulink — podem ser fortemente acoplados ao modelo mecânico, permitindo testes virtuais no estilo hardware-in-the-loop. Pneu Simcenter os modelos alimentam excitações realistas de carga rodoviária, enquanto as ligações ao Simcenter Nastran ou Simcenter 3D permitir a recuperação da fadiga e do stress em componentes flexíveis diretamente dos resultados do MBD — criando um fluxo de trabalho verdadeiramente de ponta a ponta e durabilidade.

Simcenter Optistruct e Simcenter Inspire ambos oferecem capacidades poderosas de otimização estrutural, mas são concebidos para diferentes utilizadores e fases do processo de desenvolvimento do produto. O Simcenter Optistruct é uma ferramenta de nível de solver que oferece toda a profundidade da matemática de otimização — topologia, topografia, tamanho, forma e otimização de treliça — com controlo refinado sobre restrições, regras de fabrico e cenários de casos de carga múltipla. É a ferramenta de escolha para especialistas em simulação que precisam incorporar a otimização em fluxos de trabalho de engenharia rigorosos e validados. O Simcenter Inspire, por outro lado, apresenta resultados de otimização através de uma interface altamente visual e centrada na geometria que torna o design generativo acessível a engenheiros de design e designers industriais sem fundos FEA profundos. Usados em conjunto estrategicamente, o Simcenter Inspire pode gerar e comunicar rapidamente geometrias de conceito otimizadas no início do desenvolvimento, enquanto o Simcenter Optistruct refina e valida esses conceitos para padrões prontos para produção mais tarde no processo.

Uma peça que funciona perfeitamente em simulação mas distorce durante a fabricação pode não cumprir as tolerâncias de montagem ou os requisitos estruturais em serviço — tornando a ligação entre a simulação de fabricação e a análise estrutural extremamente importante. As capacidades de simulação de fabrico de peças do Simcenter prevêem fenómenos como o retorno na formação de chapas metálicas, tensões residuais de soldadura e tratamento térmico e distorção em construções de manufatura aditiva. Criticamente, estes resultados de tensão residual e desvio de geometria induzidos pela fabricação podem ser mapeados diretamente para a jusante Simcenter Nastran ou Simcenter Optistruct análises estruturais, permitindo aos engenheiros avaliar como o estado como manufaturado — em vez da geometria CAD ideal — afeta a vida útil à fadiga, a resistência à flambagem e a integridade estrutural geral. Esta conexão de circuito fechado entre a manufatura e a simulação estrutural é um facilitador fundamental do desenvolvimento de produto certo pela primeira vez.