Simulaatiot

Simulaatiot

Tuotekehityksen nopeuttajana ja asiakaskohtaisen tuotteen toiminnan varmistajana

Simulaatioita on käytetty jo vuosikymmeniä tuotteen testaus-ja validointivaiheissa varmistamaan tuotteen toimivuus. Yhteistä näille testausvaiheen simulaatioille oli, että mallit joko mallinnettiin täysin erikseen FEA-ohjelmistossa tai myöhemmin geometria voitiin kertaluontoisesti tuoda CAD-järjestelmästä, FEA-ohjelmistot olivat myös hankalia käyttää ja oppimiskäyrä oli pitkä Jos simuloinnin tulokset aiheuttivat muutostarpeita, oli muutosprosessi hitaahko: muutokset CAD-mallissa, mallin vienti FEA-järjestelmään, mallin yksinkertaistus, reunaehdot, kuormitus, verkotuksen säätäminen, laskenta... Pahimmassa tapauksessa tätä jouduttiin toistamaan useita kertoja.

Nykyaikainen simulointi osana digital prototyping-konseptia

Nykyaikainen simulointi on osa tehokasta suunnittelua jo aikaisemmassa vaiheessa kuin aikaisemmin. Tämän mahdollistavat tehokkaat suunnitteluohjelman sisäiset simulointityökalut. Samoin tehtäessä testausvaiheen "tarkempaa" simulointia, CAD-malli on linkitetty simulointimalliin, jolloin suunnittelussa tehdyt muutokset päivittyvät simulointiin ja laskennan alkutoimia ei tarvitse toistaa tarpeettomasti.

Asiakaskohtaisten yksittäisten toteutusten lisääntyessä voidaan tuotteen toimivuus testata ilman fyysistä prototyyppiä.

Useita eri vaihtoehtoja eri tarpeisiin

Seuraavassa on käsitelty eri simulaatioratkaisuja sekä CAD-ohjelmiston sisäisiä ominaisuuksina että omina ohjelmistoinaan.

ACAD Mechanical ja Inventor: komponenttigeneraattoreiden laskennat

Vaikka komponenttigeneraattoreiden laskennat eivät ole varsinaisesti simulointia, ovat ne kuitenkin merkittävä suunnittelun nopeuttaja suunniteltaessa esimerkiksi pulttiliitoksia, akseleita, jousia ja hihna/ketjuvetoja. Yhteistä näille laskennoille on, että ne on upotettu osaksi komponenttien suunnittelua, jolloin itse 2D-/3D-malli on ainoastaan lopputulos laskennan perusteella. Vasemmalla esimerkki akselin lujuuslaskennasta.

Inventor Professional: FEA-laskenta

Inventor Professionalin lujuuslaskenta laskee osan ja kokoonpanon staattiset jännitykset, varmuuskertoimet, reaktiokuormat, muodonmuutokset ja ominaisvärähtelyt. Annetut laskennan reunaehdot ja kuormitukset tallentuvat suoraan CAD-tiedoston sisälle, jolloin tämä simulaatiotapa on tehokas etenkin asiakasohjautuvissa tuotteissa: Mallin muuttuessa tarvitsee vain päivittä laskenta ja tutkia tulokset.

Automaattinen konvergenssilaskenta helpottaa peräkkäisten laskentojen vertailua ja nopeuttaa tarvittavan tarkkuusluokan löytämistä. Lopputuloksista saadaan generoitua yhdellä napin painalluksella halutut raportit.

Inventor Professional: Teräsrakenteiden palkkilaskenta

Rakentaessasi teräsrakenteen Inventorissa voit testata sen Inventor Professionalissa Frame Analysis-työkalulla. Laskenta pohjautuu kunkin profiilin poikkileikkaukseen ja pituuteen. Eri profiilit voivat olla kiinnitettyinä toisiinsa momenttijäykästi tai liitoksille voidaan antaa vapausasteita. Laskentatavasta johtuen tulokset saadaan todella nopeasti verrattuna perinteiseen FEA-laskentaan: muodonmuutokset, jännitykset, reaktiokuormat ja ominaistaajuudet saadaan koottua nopeasti yhtenäiseksi raportiksi.

Inventor Professional: Dynaamiset analyysit

Jos kokoonpanossasi on mekanismeja, voit testata ne nopeasti Dynaamiset Analyysit -työkalulla. Voit mitata nopeuksia, kiihtyvyyksiä, liikeratoja erittäin monipuolisesti. Kappaleiden välille voidaan määrittää 2D-tai 3D-kontakteja. Voit siirtää esim. liitoksen maksimikuormitustilanteen suoraan FEA-laskentaa varten.

Autodesk Nastran in CAD: FEA

Nastran in CAD on Autodeskin uusin tuote, joka tulee ominaisuuksiltaa Inventor Professionalin ja Simulation Mechanicalin väliin.Se tarjoaa lineaaristen staattisten jännitysten tarkastelun lisäksi työkaluja seuraavanlaisiin simulointeihin:

  • Värähtelyanalyysit
  • Törmäysanalyysit
  • Normaalimoodit
  • Esijännitetyt normaalimoodit
  • Värähtelyn aiheuttama väsymä
  • epälineaarisen kuormituksen vaikutus
  • epälineaariset materiaalimallit mm. kumi
  • Komposiittimateriaalit
  • Automaattinen pudotustesti
  • Pintakontakti: luonnollinen kontakti eri kappaleiden välillä

Huomaa! Nastran In-CAD on nyt osa Autodesk Product Design & Manufacturing Collectionia.

Autodesk Simulation Mechanical: FEA

Simulation Mechanical vie FEA-laskennan seuraavalle tasolle. Ohjelmaan voidaan linkittää mallit kaikista yleisimmistä CAD-järjestelmistä. Se tarjoaa lineaaristen staattisten jännitysten tarkastelun lisäksi työkaluja seuraavanlaisiin simulointeihin:

  • Väsymysten simulointi
  • lineaarinen dynamiikka
  • Kriittiset nurjahdukset, lommahdukset
  • Vakaa ja muuttuva lämmönsiirtymä
  • Laajamittainen liike ja jännitys
  • Lineaariset ja epälineaariset kontaktit
  • Epälineaariset materiaalimallit
  • Iskun vaikutus, nurjahdus ja pysyvät muodonmuutokset

Autodesk Simulation CFD: Virtaus ja lämmönsiirtymä

Simulation CFD on oivallinen työkalu, kun tutkitaan nesteen tai kaasun virtauksia sekä kappaleiden lämmönjohtumista. Simulation CFD:hen voit tuoda CAD-mallit yleisimmistä CAD-ohjelmista. Simulation CFD:stä on kolme eri versiota, joista järeämmissä voit esimerkiksi käsitellä useita aineita, ja tuottaa liikettä ja tarkastella kavitaatiota.

Autodesk Simulation Moldflow: muovimallin ja muotin simulointi

Simulation Moldflow on markkinoiden "defacto" tuote muovituotteiden valmistusanalyyseihin. Kun muovikomponentin valmistus voidaan simuloida nopeasti ja tarkasti, säästetään huimasti kustannuksia itse valmistusvaiheessa. Moldflown eri ominaisuuksia:

  • Muovimallin virtaussimulointi auttaa optimoimaan sekä valmistettavaa mallia että muottia
  • Muotin lämmitys- ja jäähdytyssimulointi
  • Kutistumisen ja vääntymisen simulointi
  • Kertamuovimateriaalivirtaussimulointi
  • Erikoisvaluprosessien simulointi

Moldflowsta on kaksi eri pääversiota ja niistä kummastakin kolme aliversiota. Vertaa eri versioiden ominaisuuksia

Date

08.08.2016

Tags

FEA, CFD, Dynaamiset analyysit

Ota yhteyttä

Jätä yhteydenottopyyntösi alla olevaan kenttään. Jos haluat että soitamme, ilmoita myös puhelinnumerosi.