Моделирование механических и производственных процессов

Несмотря на то, что обе модели являются решателями конечных элементов мирового уровня, Simcenter Nastran а также Simcenter Optistruct обладают определенными преимуществами, благодаря которым каждый из них лучше подходит для конкретных рабочих процессов. Simcenter Nastran широко признан золотым стандартом в области анализа конструкций в аэрокосмической и оборонной промышленности. Он обеспечивает всестороннюю поддержку аэроупругости, динамики ротора и сложных динамических характеристик — условий, в которых отслеживаемость сертификации и точность решающего устройства имеют первостепенное значение. Simcenter Optistruct, напротив, был разработан с нуля, в основе которого лежала оптимизация, поэтому его предпочтительнее выбирать, когда основными задачами являются упрощенная конструкция, исследование топологии или оптимизация, вызванная усталостью. Многие организации развертывают оба решателя внутри Simcenter Hypermesh, используя каждый из лучших решений, сохраняя при этом единую среду предварительной и последующей обработки в своих инженерных командах.

Традиционный анализ методом конечных элементов требует значительных затрат времени на очистку геометрии, удаление геометрии и создание сетки. На эти этапы может потребоваться больше инженерных часов, чем на сам анализ. Simcenter Simsolid устраняет это «узкое место», используя передовую бессетчатую технологию, которая работает непосредственно с полнофункциональной геометрией САПР, включая сборки из сотен компонентов, тонкостенные детали и сложные контакты. Вместо того чтобы заменять традиционные решатели FEA, такие как Simcenter Nastran или Simcenter Optistruct, для окончательной проверки, Simcenter Simsolid является наиболее мощным решением на ранних этапах цикла проектирования, где важна быстрая итерация и изучение пространства проектирования. Инженеры могут за считанные минуты провести тщательную структурную оценку, определить пути нагрузок и проблемные области, а также получить подробные результаты расчетов, используя гораздо более продуманную конструкцию, значительно сокращая общие сроки моделирования.

Simcenter Radioss а также Simcenter в Мадимо учитывают взаимодополняющие, но разные аспекты моделирования дорожно-транспортных происшествий и безопасности, а их совместное использование дает инженерам по безопасности уникальный комплексный набор инструментов. Simcenter Radioss отлично моделирует структурную реакцию самого транспортного средства — деформацию белых конструкций кузова, взаимодействие барьеров и поведение поглощения энергии во время столкновений с высокой скоростью. В то же время Simcenter Madymo специализируется на биомеханической реакции пассажиров и пешеходов транспортных средств, точно моделируя фиктивные модели, модели человеческого тела, удерживающие системы, такие как ремни безопасности и подушки безопасности, а также взаимодействие детских сидений. Объединяя структурные результаты Simcenter Radioss с моделями пассажиров Simcenter Madymo, инженеры могут оценить такие показатели травматизма, как критерий травмы головы (HIC), отклонение грудной клетки и нагрузки на бедренную кость, в рамках единого интегрированного рабочего процесса, что обеспечивает более быстрое и точное соблюдение международных норм безопасности, включая стандарты Euro NCAP, FMVSS и ЕЭК ООН.

Одним из самых сложных аспектов моделирования механизмов является точное отображение динамического взаимодействия между структурной гибкостью, активной логикой управления и реалистичными эксплуатационными нагрузками — и именно здесь Simcenter Motionsolve отличает себя. Вместо того чтобы рассматривать тела как чисто жесткие, Simcenter Motionsolve поддерживает интеграцию гибких тел посредством синтеза в компонентном режиме Крейга-Бэмптона, что позволяет структурным деформациям влиять на динамическое поведение на уровне системы. Системы управления, смоделированные нативно или совместно с такими инструментами, как Simulink, могут быть тесно связаны с механической моделью, что позволяет проводить виртуальное тестирование в режиме «аппаратное обеспечение в цикле». Шина Simcenter модели воспроизводят реалистичные возбуждения дорожной нагрузки, а соединения с Simcenter Nastran или же Simcenter 3D позволяют восстанавливать усталость и напряжение гибких компонентов непосредственно на основе результатов MBD, обеспечивая поистине комплексный рабочий процесс по нагрузкам и долговечности.

Simcenter Optistruct а также Simcenter Inspire оба они предоставляют мощные возможности структурной оптимизации, но они предназначены для разных пользователей и этапов процесса разработки продукта. Simcenter Optistruct — это инструмент на уровне решателя, предлагающий всю глубину математики оптимизации (топологии, топографии, размера, формы и решетки), а также детальный контроль над ограничениями, производственными правилами и сценариями с несколькими вариантами нагрузок. Этот инструмент выбирают специалисты по моделированию, которым необходимо внедрить оптимизацию в строгие и проверенные инженерные рабочие процессы. Simcenter Inspire, напротив, предоставляет результаты оптимизации в визуальном интерфейсе, ориентированном на геометрию, который делает генеративное проектирование доступным для инженеров-проектировщиков и промышленных дизайнеров, не имеющих глубокого опыта работы с конечными результатами. При стратегическом совместном использовании Simcenter Inspire позволяет быстро создавать и передавать оптимизированные геометрии концепций на ранних стадиях разработки, а Simcenter Optistruct уточняет и проверяет эти концепции в соответствии со стандартами, готовыми к производству, позднее.

Деталь, которая отлично работает при моделировании, но искажается во время производства, может не соответствовать допускам сборки или конструктивным требованиям при эксплуатации, поэтому связь между производственным моделированием и структурным анализом крайне важна. Возможности моделирования производства деталей Simcenter позволяют прогнозировать такие явления, как упругость при формовке листового металла, остаточные напряжения при сварке и термообработке и деформации в конструкциях аддитивного производства. Самое главное, что эти результаты остаточных напряжений и отклонений геометрии, вызванные производством, могут быть нанесены непосредственно на последующие этапы технологического процесса Simcenter Nastran или же Simcenter Optistruct структурный анализ, позволяющий инженерам оценить, как состояние готового изделия, а не идеальная геометрия САПР, влияет на усталостную долговечность, сопротивление изгибу и общую целостность конструкции. Эта замкнутая связь между производством и структурным моделированием является ключевым фактором, позволяющим разрабатывать продукцию впервые и правильно.