Diensten – Software – Numerieke toepassingen

Structurele analyse

Toepassingsgebied

Structureel testen en analyseren is een basisvereiste voor ingenieurs in elke branche. Het gebruik van FEA voor structurele analyse is zelfs zo gewoon geworden dat sommigen suggereren dat het een “commodity-technologie” is die kan worden geselecteerd op basis van prijs. Slimme engineering- en CAE-managers erkennen echter dat prijs en kosten niet synoniem zijn. Het kiezen van structurele analyseoplossingen die kunnen meegroeien met uw evoluerende behoeften, in plaats van verouderd te raken, leidt tot lagere totale eigendomskosten en het verschil tussen een dure fout en een prestatie om trots op te zijn.

Hexagon (MSC Software) biedt een reeks performante oplossingen voor structurele FEA die tegemoet komen aan de behoeften van beginnende ingenieurs en ontwerpers, ervaren experts en iedereen daartussenin. Deze oplossingen helpen bedrijven hun zakelijke uitdagingen aan te gaan door ingenieurs te helpen een dieper inzicht in hun producten te ontwikkelen door middel van virtuele testen. Ingenieurs die gebruik maken van de structurele analyse van Hexagon (MSC Software) zijn in staat veel verschillende soorten ontwerpen te evalueren, wat een hoge mate van vertrouwen geeft dat het uiteindelijke ontwerp met succes zal voldoen aan de voorgeschreven eisen, voordat het fysieke product wordt gebouwd. Van enkelvoudige componenten tot grote complexe systemen, van lineaire statische tot zeer niet-lineaire dynamische problemen, de structurele analysemogelijkheden van Hexagon (MSC Software) zijn gebouwd om met uw bedrijf mee te groeien, uw kostprijs te optimaliseren en u te ondersteunen bij het bereiken van uw doelstellingen.

Kenmerken & mogelijkheden

Soorten analyses

De bedrijfsomstandigheden en functionele vereisten van een product bepalen het type analyse dat moet worden uitgevoerd op een structureel onderdeel of systeem. Vaak vereisen deze oplossingstypes een gespecialiseerd type simulatietechniek om nauwkeurige, efficiënte en snelle simulaties te leveren, en de meeste producten zullen structurele vereisten in meerdere categorieën hebben. De primaire simulatietypes omvatten:

• Lineaire en niet-lineaire analyse
• Statische en dynamische analyse
• Knikanalyse
• Steady state, transiënt, frequentierespons, modale en akoestische analyse
• Multifysische en multidisciplinaire analyse
• Hoge snelheids- en impactanalyse
• Analyse van schade, breuk en slijtage

Hexagon (MSC Software) ontwikkelt en levert al meer dan 40 jaar toonaangevende oplossingstechnologieën in al deze belangrijke domeinen, vaak gedreven door de meest geavanceerde behoeften voor de ontwikkelingen in de lucht- en ruimtevaart en de automobielindustrie. Aangezien de fundamentele engineering- en ontwerpprincipes gebruikelijk zijn voor producten uit vele verschillende industrieën, kan iedereen voordeel halen uit de bewezen mogelijkheden van structurele analyseoplossingen van Hexagon (MSC Software).

Modelleren van grote modellen, systemen en assemblages

Complexe structurele systemen en grote assemblages vereisen speciale mogelijkheden voor efficiënte en nauwkeurige simulatie. Hexagon (MSC Software) biedt in de industrie bewezen, hoogwaardige technologie en methodologieën voor het correct en efficiënt modelleren en simuleren van dit soort modellen. Deze omvatten:

• Technieken voor het correct modelleren van gelaste, gelijmde en bevestigde assemblages, evenals samengevoegde verbindingen
• ACMS – Automated Component Mode Synthesis voor snellere, geparallelliseerde modale analyse van grote modellen
• Externe superelementen voor gebruik in het assemblageproces – superelementen maken logische partitionering van een volledig voertuig en hergebruik van componentinformatie mogelijk, wat de oplossingstijd verkort
• 3D-contactsimulatie om rekening te houden met complexe assemblage-interacties

Op basis van meer dan 40 jaar ervaring in het oplossen van industriële problemen, heeft Hexagon (MSC Software) enkele van de meest efficiënte en accurate solver technieken en methodes ontwikkeld en geïmplementeerd die beschikbaar zijn. Deze solvers kunnen gebruik maken van de nieuwste ‘shared memory parallel’ en ‘distributed memory parallel’ high performance computing platformen, om zo te helpen bij het oplossen van enkele van de grootste en meest complexe structurele systeemproblemen.

Uitgebreide eindige elementen modellering en analyse

Hexagon (MSC Software) biedt een uitgebreide set eindige elementenmodellerings- en analysesoftware waarmee ingenieurs, ontwerpers en constructieanalisten het analyseproces kunnen voltooien van CAD tot CAE-rapport. De belangrijkste mogelijkheden zijn

• Standalone of CAD embedded CAE modelleer- en analyseomgevingen
• Multi CAD-import en native CAD-toegang
• Geometrie maken en bewerken
• Mid-surface extractie en opschonen van geometrie
• Geavanceerde solid en shell meshing tools en algoritmen voor lineaire en hogere orde HEX, TET, QUAD, TRIA en BEAM elementen
• 3D-contactanalyse
• Materiaal modellering inclusief composiet layups
• Uitgebreide toolsets voor het maken en toewijzen van belastingen en randvoorwaarden
• Opzetten van analyses en indienen van opdrachten
• Statische en geanimeerde plots en grafieken voor structurele vervormingen, spanningen, rek en breuk met scalaire en vectorgrootheden

Composieten en geavanceerde materiaalmodellering

Hexagon (MSC Software) biedt mogelijkheden voor het modelleren van een zeer breed spectrum aan materiaalsoorten om aan de behoeften van vele industrieën te voldoen. De mogelijkheden voor het modelleren van materialen omvatten:

• Metalen, kunststoffen, rubbers, schuim, composieten, vloeistoffen, grond, gewapend beton, gesteente en meer
• Composietlaminaten met per laag en stapeldefinities
• Gecombineerde thermische structurele materiaalmodellen voor multidisciplinaire simulatie
• Uitgebreide faal- en opbrengstmodellen
• Tijd-, snelheids- en temperatuursafhankelijke materiaaleigenschappen
• Eigenschappen voor de-laminatie, scheurgroei
• Kruip

Optimalisatie en ontwerpverbetering

Tijdens de ontwerp- en ontwikkelingsfase van het productontwikkelingsproces is het doel het beste ontwerp te identificeren dat aan een aantal verschillende eisen voldoet. Dit vereist het vermogen de haalbare ontwerpruimte te identificeren, en vervolgens het beste of optimale ontwerp te ontwikkelen. Hexagon (MSC Software) biedt oplossingen voor ontwerpverbetering en -optimalisatie aan de hand van gradiëntgebaseerde vorm-, grootte- en topologietechnieken voor structurele componenten of systemen en multi-run technieken om het globale gedrag van een ontwerp te helpen begrijpen, zodat men erop kan vertrouwen dat een robuust ontwerp wordt afgeleverd.

Multidisciplinaire, gekoppelde en geketende simulaties

Het verkrijgen van de juiste belastings- en randvoorwaarden voor een structurele simulatie kan een uitdaging zijn. De kwaliteit van het resultaat van een simulatie is direct gerelateerd aan de kwaliteit van de invoer. Wanneer het moeilijk is om goede belastingen en randvoorwaarden te verkrijgen, is het vaak het beste om te vertrouwen op andere CAE-simulaties om die informatie te genereren. Dit is waar multidisciplinaire, gekoppelde en geketende simulaties zowel het proces van hergebruik van simulatiegegevens kunnen vereenvoudigen, als de algemene simulatiegetrouwheid kunnen verbeteren, wat op zijn beurt de kwaliteit van en het vertrouwen in de simulatie verbetert. Hieronder enkele voorbeelden van hoe de oplossingen van Hexagon (MSC Software) uw simulatiemogelijkheden kunnen verbeteren:

• Integratie van beweging en structuur:
  • Kan de simulatiekwaliteit verbeteren door nauwkeuriger belastingsgegevens te verstrekken die zijn verkregen uit een multibodydynamicasimulatie – chassis- en ophangingsbelastingen die op de voertuigstructuur worden uitgeoefend – vliegtuigen, auto’s, wasmachines
  • Efficiëntere spanningsvoorspellingen door het gebruik van flexibele lichamen in een multibodydynamicasimulatie; frame-/structuurmoeheid van voertuigen en vliegtuigen, vermoeiingslevensduur van de lees-/schrijfkoppen op een harde schijf van een computer
• Gekoppelde thermisch-structurele analyse kan nauwkeurigere spanningsresultaten opleveren wanneer rekening wordt gehouden zowel met de thermische belastingen als de structurele belastingen – gecombineerde wrijvings- en drukbelasting van remschijf en rotor
• Fluid-Structure Interaction (FSI)-gekoppelde oplossing biedt nauwkeurigere vloeistofstroomsimulatie wanneer een vervormde structuur in aanmerking wordt genomen, en de structuurbelasting correcter wordt toegepast op de betrokken oppervlakken – hydroplaning van banden; opblazen van airbag; bloedstroom over een kunstklep
• Gekoppelde structurele simulaties zullen een nauwkeurigere analyse opleveren, bijvoorbeeld door het toepassen van voorbelasting/voorspanning vóór de simulatie van de gebeurtenis – blade-outsimulatie van vliegtuigmotoren; modale analyse van automotoren

Automatisering van simulatieprocessen en contentmanagement

Naast het kunnen simuleren van structureel gedrag met behulp van CAE, willen veel ingenieurs en managers er zeker van zijn dat het simulatieproces herhaalbaar is, om resultaten met een hoge betrouwbaarheid te garanderen en procesverbetering mogelijk te maken, en ook dat het snel opnieuw kan worden gedaan om ontwerpstudies te ondersteunen en de productontwikkelingstijd te verkorten. Een neveneffect van deze mogelijkheid om een hogere technische doorvoer te ondersteunen, is dat meer informatie wordt gegenereerd die moet worden opgevolgd en beheerd. Hexagon (MSC Software) biedt de volgende generatie oplossingen aan voor het vastleggen, schrijven en beheren van uw CAE-processen en -inhoud, zodat u het maximum uit uw CAE-strategie en -investeringen kan halen.

Industriële toepassingen

• Lucht- en ruimtevaart / Defensie: spanning en trillingen van vliegtuigrompen, spanning en trillingen van landingsgestel en remsysteem, analyse van structurele systemen van vliegtuigen, ontwikkeling van subsystemen en onderdelen van vliegtuigen, composietmateriaalstructuren
• Automobielindustrie: sterkte, duurzaamheid, trillingen en geluid voor: voertuigsysteem, body-in-white, getrimde carrosserie, chassis, aandrijflijn, sluitingen, HVAC-systeem en -componenten, interieurcomponenten; ontwikkeling van veiligheidssystemen van voertuigen: airbag-ontwikkeling, crash, dakverbrijzeling; geluidstechniek, binnen- en buitenakoestiek
• Consumptiegoederen & verpakkingsindustrie: geluid en trillingen van elektrisch gereedschap, glasvorming, thermische vorming, extrusies, blaasvorming, heet afvullen, analyse van met vloeistof gevulde flessen, thermosflessen, kookgerei en fornuis, geluid en trillingen van sportartikelen, sterkte en duurzaamheid, composietmaterialen
• Elektronica: elektrisch-thermisch-mechanische micro-actuator, MEMS-apparaten, solderen, PCB-koeling, ultrasone motor, structurele solenoïde actuator, schok- en valtest, trilling, spanning, vermoeiing
• Energiesector: koelleidingen, transformatoren, Joule-verwarming, elektrische lamineringen, condensatoren, schakelaars, stroomonderbrekers; generatortrillingen en -akoestiek; windturbineblad en -transmissiesterkte, trillingen en akoestiek
• Overheidsdiensten: akoestische barrières op snelwegen, Explosie en veiligheid van constructies, onderzoek naar ongevallen
• Zware industrie en machines: akoestische en trillingsanalyse, composiet en elastomeer uitharding, oven, materiaalverwerking inclusief snijden, machinale bewerking en walsen
• Medische industrie: bloedstroomanalyse, vloeistofzakken, laserlassen, hart en andere spieren, defibrillatoren, pacemaker, kunstmatige kleppen, prothesen, kunstmatige gewrichten, medicijntoediening

Aanverwante producten

MSC Nastran, MD Nastran, Adams, MD Adams, Marc & Mentat, Dytran, Patran, SimXpert, Sinda, FEA, AFEA, TFEA, SimDesigner

Meer informatie

D2S International biedt consultancy services aan en gebruikt daarvoor eindige elementen software van HEXAGON (MSC Software).

Contacteer D2S International