Design och simulering för kompositmaterial

Kompositmaterial omvandlar modern teknik. Genom att kombinera två eller flera olika material skapar ingenjörer strukturer som är starkare, lättare och mer hållbara än något som ett enda material kan uppnå ensamt.

Vad är kompositmaterial?

Industrier världen över tävlar om att införa kompositmaterial — vilket driver efterfrågan på snabbare och smartare sätt att designa och validera dessa högpresterande material.

Ingenjörer utnyttjar kraften i design och simulering för att frigöra kompositmaterialens fulla potential - från kolfiberförstärkta polymerer till avancerade glasfiberstrukturer. Genom att definiera exakta materialegenskaper, fiberorienteringar och layup-sekvenser simulerar team verkliga mekaniska, termiska och dynamiska belastningar innan en enda prototyp byggs. Simuleringsverktyg avslöjar spänningsfördelningar, förutsäger fellägen och avslöjar strukturella svagheter tidigt - sänker utvecklingskostnaderna och påskyndar tiden till marknaden. Inom flyg-, fordons- och energiindustrin ger design och simulering ingenjörer möjlighet att bygga lättare, starkare och smartare kompositkomponenter med tillförsikt.

Navigera i sammansatta komplexiteter

Kompositmaterial erbjuder otroliga fördelar, men deras unika egenskaper innebär betydande tekniska och tillverkningsutmaningar. Vi förstår dessa kritiska hinder och är utrustade med innovativa metoder för att hjälpa dig att övervinna dem effektivt.

Ökad materialkomplexitet

Till skillnad från metall varierar kompositernas beteende med fiberorientering, layup-sekvens och materialkombinationer. Deras anisotropa natur komplicerar att förutsäga strukturellt svar, kräver avancerad modellering och specialiserad expertis.

Strukturell validering blir svår

Validering av kompositer är mer komplicerat än med traditionella material, involverar flera fellägen och kräver både omfattande testning och simulering för att anpassa virtuella modeller till verkliga prestanda.

Tillverkningsvariabilitet

Kompositer är mycket känsliga för tillverkning. Hartsfördelning och fiberplacering kan orsaka defekter - tomrum, delaminering eller vridning - som påverkar strukturell prestanda. Konsekvent produktion är fortfarande en kostsam utmaning.

Programvarulösningar för kompositdesign och simulering

Avancerad design- och simuleringsprogramvara hanterar de tuffaste komposittekniska utmaningarna direkt. Från tidig design till tillverkning ger det ingenjörer möjlighet att röra sig snabbare, simulera smartare och bygga bättre kompositprodukter med tillförsikt.

Integrering av sammansatta arbetsflöden

Siemens förenar kompositdesign och tillverkning — från koncept och simulering till planering och produktion av fibervägar — vilket eliminerar kostsamma dataöverföringar och bevarar designens avsikt under hela processen.

hanteringskompositer-87076-funktion (2) -640x360

Snabba upp designoptimering

Med NX och Simcenter kan ingenjörer snabbt testa tusentals designalternativ — fiberorienteringar, layup-sekvenser och material — vilket minskar utvecklingstiden, skär prototyper och hjälper team att hitta den bästa designen snabbare.

FEA-konturdiagram som visar spännings- eller förskjutningsfördelning i en sammansatt komponent.

Felförutsägelse och validering

Simcentersimuleringsverktyg modellerar effektivt kompositfellägen som delaminering, fiberbrott och matrissprickbildning, vilket gör det möjligt för ingenjörer att fånga strukturella problem tidigt och förbättra säkerheten samtidigt som kostsamma rekonstruktioner minimeras.

En person står på en surfbräda i havet och håller en surfbräda i sin högra hand.

Tillverkningsmedveten design

Siemens kopplar samman design och tillverkning genom att simulera producerbarhet med prestanda, vilket säkerställer att kompositer kan byggas enligt design genom att överväga drapering, härdning och fiberplacering före kostsamma verktyg och produktion.

Hur kan du säkerställa att produkterna du tillverkar med kompositmaterial uppfyller kraven på prestanda och tillverkningsbarhet?

Ingenjörer använder design och simulering för att maximera kompositmaterialens potential och förutsäga prestanda och svagheter tidigt. Denna process bygger lättare, starkare och smartare komponenter för flyg-, bil- och energiindustrin.

Producerbar kompositdesign med pilar som visar platt mönster i NX-kompositer

Siemens produkter för kompositdesign och simulering

Siemens erbjuder en robust, integrerad programvarusvit för kompositteknik som effektiviserar allt från design till tillverkning. Ingenjörer kan arbeta snabbare, simulera mer effektivt och bygga överlägsna produkter, vilket hjälper organisationer att få en stark konkurrensfördel.

En reklambild för en testversion av en produkt med ett blått och vitt färgschema och en persons hand som håller en telefon.

Läs mer

Titta

Webinarium | Digitalisering av kompositflygmotorutveckling

Webinarium | Industri 4.0 för utveckling av kompositflygstrukturer

Lyssna

Podcast | eVTOL konstruktionsdesign med kompositer och additiv tillverkning

Läsa

Fallstudie | Oracle Red Bull Racing

Blogg | Utmattningssimulering av korta fiberförstärkta kompositer

Fallstudie | AlphaTauri Scuderia