Skip to main content
Эта страница переведена автоматически. Перейти к английской версии?

Проектирование и моделирование композитных материалов

Композитные материалы трансформируют современную инженерию. Комбинируя два или более различных материала, инженеры создают конструкции, которые прочнее, легче и долговечнее, чем любой другой материал в одиночку.

Что такое композитные материалы?

Промышленность по всему миру стремительно внедряет композитные материалы, что обуславливает спрос на более быстрые и разумные способы проектирования и проверки этих высокоэффективных материалов.

Инженеры используют возможности проектирования и моделирования, чтобы раскрыть весь потенциал композитных материалов — от полимеров, армированных углеродным волокном, до современных конструкций из стекловолокна. Определяя точные свойства материала, ориентацию волокон и последовательность укладки, команды моделируют реальные механические, тепловые и динамические нагрузки до создания единого прототипа. Инструменты моделирования выявляют распределение напряжений, прогнозируют режимы отказов и выявляют структурные недостатки на ранней стадии, что позволяет сократить затраты на разработку и ускорить вывод продукции на рынок. В аэрокосмической, автомобильной и энергетической отраслях проектирование и моделирование позволяют инженерам уверенно создавать более легкие, прочные и умные композитные компоненты.

composites-article1-1280x720

Решение сложных сложных задач

Композитные материалы обладают невероятными преимуществами, но их уникальные свойства создают серьезные инженерные и производственные проблемы. Мы понимаем эти критические препятствия и предлагаем инновационные подходы, которые помогут вам эффективно их преодолеть.

Повышение сложности материалов

В отличие от металла, поведение композитов зависит от ориентации волокон, последовательности укладки и комбинаций материалов. Их анизотропный характер усложняет прогнозирование структурной реакции, что требует расширенного моделирования и специальных знаний.

Структурная валидация становится все труднее

Валидация композитов сложнее, чем при использовании традиционных материалов, поскольку для приведения виртуальных моделей в соответствие с реальными характеристиками требуется как тщательное тестирование, так и моделирование.

Вариативность производства

Композиты очень чувствительны к производству. Распределение смолы и размещение волокон могут вызвать дефекты (пустоты, расслоение или деформацию), которые влияют на структурные характеристики. Стабильное производство остается дорогостоящей задачей.

Программные решения для проектирования и моделирования композитных материалов

Передовое программное обеспечение для проектирования и моделирования решает самые сложные задачи проектирования композитных материалов. Оно позволяет инженерам работать быстрее, эффективнее моделировать и с уверенностью создавать более качественные изделия из композитных материалов, начиная с ранних стадий проектирования и заканчивая производством.

Кусок тканого материала из углеродного волокна

Интеграция композитных рабочих процессов

Siemens объединяет проектирование и производство композитных материалов — от разработки концепции и моделирования до планирования и производства оптоволоконных трасс, что позволяет избежать дорогостоящей передачи данных и сохранить проектный замысел на протяжении всего процесса.

управление композитами — 87076 — функция (2) — 640x360

Ускорьте оптимизацию дизайна

NX и Simcenter позволяют инженерам быстро тестировать тысячи вариантов конструкции (ориентацию волокон, последовательности укладки и материалы), сокращая время разработки, сокращая количество прототипов и помогая командам быстрее найти лучший проект.

Контурный график FEA, показывающий распределение напряжения или смещения в композитном компоненте.

Прогнозирование и проверка отказов

Инструменты моделирования Simcenter эффективно моделируют режимы разрушения композитных материалов, такие как расслоение, обрыв волокон и растрескивание матрицы, что позволяет инженерам своевременно выявлять структурные проблемы и повышать безопасность, сводя к минимуму дорогостоящие изменения конструкции.

Человек стоит на доске для серфинга в океане, держа доску для серфинга в правой руке.

Дизайн, ориентированный на производство

Siemens объединяет проектирование и производство, имитируя технологичность и производительность, обеспечивая возможность изготовления композитных материалов в соответствии с их дизайном, принимая во внимание драпировку, отверждение и укладку волокон, а затем дорогостоящую оснастку и производство.

Как обеспечить соответствие продукции, которую вы производите из композитных материалов, требованиям производительности и технологичности?

Инженеры используют проектирование и моделирование, чтобы максимально использовать потенциал композитных материалов, заранее прогнозируя производительность и недостатки. Этот процесс позволяет создавать более легкие, прочные и интеллектуальные компоненты для аэрокосмической, автомобильной и энергетической промышленности.

Изготавливаемая композитная конструкция с дротиками с плоским рисунком в NX Composites

Продукты Siemens для проектирования и моделирования композитных материалов

Siemens предлагает надежный интегрированный пакет программного обеспечения для проектирования композитных материалов, упрощающий все: от проектирования до производства. Инженеры могут работать быстрее, эффективнее моделировать и создавать превосходные продукты, помогая организациям получить значительное конкурентное преимущество.

Узнайте больше

Смотрите

Веб-семинар | Цифровизация разработки композитных авиадвигателей

Веб-семинар | Индустрия 4.0 для разработки композитных аэроконструкций

Слушать

Подкаст | Проектирование конструкций eVTOL с использованием композитов и аддитивного производства

Читайте

Тематическое исследование | Гонки на Оракле Ред Булл

Блог | Моделирование усталости композитов, армированных короткими волокнами

Тематическое исследование | Скудерия АльфаТаури