Mô phỏng cơ khí và sản xuất

Mặc dù cả hai đều là những người giải phần tử hữu hạn đẳng cấp thế giới, Trung tâm Simcenter Nastran và Simcenter Optistruct có những điểm mạnh riêng biệt làm cho mỗi loại phù hợp hơn với quy trình công việc cụ thể. Simcenter Nastran được coi là tiêu chuẩn vàng cho phân tích cấu trúc hàng không vũ trụ và quốc phòng, cung cấp hỗ trợ sâu sắc cho tính co giãn không khí, động lực học của cánh quạt và phản ứng động phức tạp - những môi trường mà khả năng truy xuất nguồn gốc chứng nhận và độ trung thực của bộ giải là tối quan trọng. Ngược lại, Simcenter Optistruct được thiết kế từ đầu với tối ưu hóa ở cốt lõi của nó, khiến nó trở thành lựa chọn ưa thích khi thiết kế nhẹ, khám phá cấu trúc liên kết hoặc tối ưu hóa dựa trên mệt mỏi là các mục tiêu chính. Nhiều tổ chức triển khai cả hai trình giải trong Simcenter Hypermesh, tận dụng từng nơi nó vượt trội trong khi duy trì một môi trường trước và sau xử lý nhất quán trong các nhóm kỹ sư của họ.

Phân tích phần tử hữu hạn truyền thống đòi hỏi đầu tư thời gian đáng kể vào việc dọn dẹp hình học, phân hủy và tạo lưới - các bước có thể tiêu tốn nhiều giờ kỹ thuật hơn bản thân phân tích. Simcenter Simsolid loại bỏ nút thắt này bằng cách sử dụng công nghệ không lưới tiên tiến hoạt động trực tiếp trên hình học CAD đầy đủ tính năng, bao gồm các cụm với hàng trăm thành phần, các bộ phận có thành mỏng và các tiếp điểm phức tạp. Thay vì thay thế các bộ giải FEA truyền thống như Simcenter Nastran hoặc Simcenter Optistruct để xác nhận cuối cùng, Simcenter Simsolid mạnh mẽ nhất trước đó trong chu kỳ thiết kế, nơi mà việc lặp lại nhanh chóng và khám phá không gian thiết kế là rất quan trọng. Các kỹ sư có thể thực hiện các đánh giá cấu trúc có ý nghĩa trong vài phút, xác định đường dẫn tải và khu vực có vấn đề, đồng thời đưa ra FEA chi tiết với thiết kế hoàn thiện hơn nhiều - nén đáng kể các mốc thời gian mô phỏng tổng thể.

Simcenter Radioss và Simcenter Madymo giải quyết các khía cạnh bổ sung nhưng khác biệt của mô phỏng va chạm và an toàn, và việc sử dụng kết hợp chúng mang lại cho các kỹ sư an toàn một chuỗi công cụ toàn diện độc đáo. Simcenter Radioss xuất sắc trong việc mô hình hóa phản ứng cấu trúc của chính chiếc xe - biến dạng cấu trúc thân xe màu trắng, tương tác rào cản và hành vi hấp thụ năng lượng trong các sự kiện va chạm tốc độ cao. Trong khi đó, Simcenter Madymo chuyên về phản ứng cơ sinh học của người ngồi trên xe và người đi bộ, mô phỏng chính xác các mô hình giả, mô hình cơ thể người, hệ thống an toàn như dây an toàn và túi khí và tương tác ghế an toàn cho trẻ em. Bằng cách kết hợp kết quả cấu trúc Simcenter Radioss với các mô hình người ngồi của Simcenter Madymo, các kỹ sư có thể đánh giá các chỉ số chấn thương như tiêu chí chấn thương đầu (HIC), độ lệch ngực và tải trọng xương đùi trong một quy trình tích hợp duy nhất - cho phép tuân thủ nhanh hơn, chính xác hơn các quy định an toàn toàn cầu bao gồm các tiêu chuẩn Euro NCAP, FMVSS và UNECE.

Một trong những khía cạnh khó khăn nhất của mô phỏng cơ chế là nắm bắt chính xác tác động qua lại giữa tính linh hoạt của cấu trúc, logic điều khiển chủ động và tải vận hành thực tế - và đây chính xác là nơi Simcenter Motionsolve phân biệt chính nó. Thay vì coi các cơ thể là hoàn toàn cứng nhắc, Simcenter Motionsolve hỗ trợ tích hợp cơ thể linh hoạt thông qua tổng hợp chế độ thành phần Craig-Bampton, cho phép biến dạng cấu trúc ảnh hưởng đến hành vi động ở cấp hệ thống. Hệ thống điều khiển - cho dù được mô hình hóa nguyên bản hay đồng mô phỏng với các công cụ như Simulink - có thể được kết hợp chặt chẽ với mô hình cơ học, cho phép kiểm tra ảo kiểu phần cứng trong vòng lặp. Lốp Simcenter các mô hình cung cấp các kích thích tải đường thực tế, trong khi kết nối với Simcenter Nastran hoặc là Simcenter 3D cho phép phục hồi sự mệt mỏi và ứng suất trên các thành phần linh hoạt trực tiếp từ kết quả MBD - tạo ra quy trình tải và độ bền thực sự từ đầu đến cuối.

Simcenter Optistruct và Simcenter Inspire cả hai đều cung cấp khả năng tối ưu hóa cấu trúc mạnh mẽ, nhưng chúng được thiết kế cho người dùng và các giai đoạn khác nhau của quá trình phát triển sản phẩm. Simcenter Optistruct là một công cụ cấp giải trình cung cấp toàn bộ chiều sâu của toán học tối ưu hóa - cấu trúc liên kết, địa hình, kích thước, hình dạng và tối ưu hóa mạng tinh vi - với khả năng kiểm soát chi tiết đối với các ràng buộc, quy tắc sản xuất và các kịch bản trường hợp đa tải. Đây là công cụ được lựa chọn cho các chuyên gia mô phỏng, những người cần nhúng tối ưu hóa trong quy trình công việc kỹ thuật nghiêm ngặt, đã được xác thực. Simcenter Inspire, ngược lại, trình bày kết quả tối ưu hóa thông qua giao diện hình học tập trung vào hình học, giúp các kỹ sư thiết kế và nhà thiết kế công nghiệp mà không có nền tảng FEA sâu sắc có thể truy cập thiết kế tổng hợp. Được sử dụng cùng nhau một cách chiến lược, Simcenter Inspire có thể nhanh chóng tạo ra và truyền đạt các hình học khái niệm được tối ưu hóa sớm trong quá trình phát triển, trong khi Simcenter Optistruct tinh chỉnh và xác nhận các khái niệm đó theo các tiêu chuẩn sẵn sàng cho sản xuất sau này trong quá trình này.

Một bộ phận hoạt động hoàn hảo trong mô phỏng nhưng bị biến dạng trong quá trình sản xuất có thể không đáp ứng dung sai lắp ráp hoặc yêu cầu cấu trúc trong dịch vụ - làm cho mối liên hệ giữa mô phỏng sản xuất và phân tích cấu trúc trở nên cực kỳ quan trọng. Khả năng mô phỏng sản xuất linh kiện của Simcenter dự đoán các hiện tượng như sự hồi phục trong quá trình tạo hình kim loại tấm, ứng suất dư từ hàn và xử lý nhiệt, và biến dạng trong các công trình sản xuất phụ gia. Quan trọng hơn, các kết quả độ lệch hình học và ứng suất dư do sản xuất gây ra có thể được lập bản đồ trực tiếp vào hạ nguồn Trung tâm Simcenter Nastran hoặc là Simcenter Optistruct phân tích cấu trúc, cho phép các kỹ sư đánh giá trạng thái sản xuất - thay vì hình học CAD lý tưởng - ảnh hưởng như thế nào đến tuổi thọ mỏi, khả năng chống cong và tính toàn vẹn của cấu trúc tổng thể. Kết nối vòng khép kín giữa sản xuất và mô phỏng cấu trúc này là yếu tố thúc đẩy phát triển sản phẩm đúng cách lần đầu tiên.