A végeselemes szimuláció magyarországi helyzete, az eszközök megítélése
A rendezvényt megelőzően az S&T Unitis Magyarország Kft. országos – nem reprezentatív – felmérést végzett a szimulációs technológiák jelenlegi magyarországi elterjedtségéről, hasznosságuk megítéléséről, a szoftverekkel kapcsolatos elvárásokról, a megtapasztalt kihívásokról. A feltett kérdésekre 148 mérnök, tanár és egyetemi professzor adott választ a legkülönbözőbb szakterületekről, sokféle analízis szoftverrel szerzett tapasztalat alapján. Az előzetesen várthoz képest kisebb az analízis szoftverek jelenlegi elterjedtsége, mindössze a válaszadók 12 százaléka használ ilyen megoldásokat. A felhasználók többsége viszont jellemzően elégedett a szimulációs szoftverekkel. A szimulációs szoftverekkel kapcsolatban egyértelműen a megbízható eredményeket tartják a legfontosabbnak, ezt követően pedig a CAD integrációt, a gyors adatelőkészítést és a sebességet.
A szimuláció aranykora megérkezett
A digitális prototípus készítéssel még a tervezés kezdeti fázisaiban optimalizálhatók a termékek, és csökkenthető a költségük. Különösen fontos ez most az autóipar számára, ahol igazi áttörés előtt áll a „zöld autók” új nemzedéke. A szimulációs technológiák kulcsszerepet játszanak mind az új, takarékos hajtásláncok kifejlesztésében, mind az autók tömegcsökkentésében. A fizikai prototípusok gyártása költséges és időigényes. A gyártók többsége pedig éppen elegendő pénzzel és idővel nem rendelkezik napjainkban. A szimulációs eszközökkel kiváltható a fizikai prototípusok többsége. A mérnökök választ kaphatnak a következő és hasonló kérdésekre: Eltörik? Ha igen, miért? Hogyan lehet csökkenteni úgy a tömeget, hogy műszakilag mégis megfeleljen a konstrukció?
A digitális prototípus készítéssel még a tervezés kezdeti fázisaiban optimalizálhatók a termékek, és csökkenthető a költségük. Különösen fontos ez most az autóipar számára, ahol igazi áttörés előtt áll a „zöld autók” új nemzedéke. A szimulációs technológiák kulcsszerepet játszanak mind az új, takarékos hajtásláncok kifejlesztésében, mind az autók tömegcsökkentésében. A fizikai prototípusok gyártása költséges és időigényes. A gyártók többsége pedig éppen elegendő pénzzel és idővel nem rendelkezik napjainkban. A szimulációs eszközökkel kiváltható a fizikai prototípusok többsége. A mérnökök választ kaphatnak a következő és hasonló kérdésekre: Eltörik? Ha igen, miért? Hogyan lehet csökkenteni úgy a tömeget, hogy műszakilag mégis megfeleljen a konstrukció?
Elméleti háttér: az adaptív – p megoldó a titok nyitja
A PTC úgy tervezte a Pro/MECHANICA-t, hogy kezelése az alkalmai szimulációk során is magától értetődő legyen végeselemes előképzettség nélkül is. A különbségek jobb megértése érdekében az elméleti háttér rövid ismertetésével kezdődött a bemutatók sora.
A versenytársak többsége jellemzően H-típusú megoldót alkalmazó, önálló szimulációs alkalmazás. A jellemző kihívások ezen szoftvereknél:
1. A CAD modellek végeselemes idealizációja nehezen automatizálható, az adatáramlás a CAD és szimulációs rendszerek között nem zökkenőmentes.
2. A kisméretű geometriák környékén be kell sűríteni a hálót a pontosabb eredmények érdekében, a háló sűrítéssel együtt intenzíven nő a számítási idő.
3. A mérnök nem lehet benne biztos, hogy elegendően sűrű-e már a háló a korrekt eredményekhez.
A Pro/ENGINEER Mechanica mindhárom problémát kezeli:
1. A szoftver közvetlenül a CAD modellen végzi a szimulációt, tökéletes integrációt nyújtva optimalizálásokhoz is.
2. A szoftver adaptív – p megoldója a kis geometriáknál nem a hálót sűríti, hanem az ún. geometriai elemek oldaléleinek polinom fokszámát növeli automatikusan, a mérnök beavatkozása nélkül akár kilencedfokú polinomig. Így az analízis a pontos geometrián történik.
3. A szoftver automatikusan addig számol, amíg az előre megadott pontossági tartományba el nem ér a rendszer. Ez teljes biztonságot ad a felhasználónak az eredmények értékelésekor.
Skálázható, mérnökorientált Pro/ENGINEER szimulációs technológiák
A rendezvényen élő bemutatók során ismerhették meg a résztvevők a Pro/ENGINEER Mechanica erejét lineáris és nemlineáris szerkezeti, hőtechnikai, kifáradási elemzésben, optimalizálásban és multidiszciplináris kapcsolt analízisekben, mindet egyszerű köntösbe csomagolva. A modulcsalád tagjai:
Pro/MECHANICA Lite: dijmentes modul!
Belépő szintű szerkezeti analízis, minden Pro/ENGINEER tervezői csomag része
Belépő szintű szerkezeti analízis, minden Pro/ENGINEER tervezői csomag része
Pro/ENGINEER Mechanica
Szerkezeti, hőtechnikai és modál analízis, optimalizálás az általános, lineáris mérnöki feladatokhoz
Szerkezeti, hőtechnikai és modál analízis, optimalizálás az általános, lineáris mérnöki feladatokhoz
Pro/ENGINEER Advanced Mechanica
Haladó szerkezeti, hőtechnikai és modál analízis, optimalizálás komplex és nemlineáris feladatokhoz
Haladó szerkezeti, hőtechnikai és modál analízis, optimalizálás komplex és nemlineáris feladatokhoz
Pro/ENGINEER Fatigue Advisor
Kifáradási analízis, élettartamra méretezés
Kifáradási analízis, élettartamra méretezés
Új, haladó nemlineáris szimulációs funkciók a Pro/ENGINEER Advanced Mechanica-ban
A Pro/ENGINEER Advanced Mechanica rengeteg újdonsággal bővült az utóbbi két verzióban. Az élő bemutatókon mindenki meggyőződhetett róla, hogy a bonyolult problémák is egyszerűen kezelhetők ebben a környezetben. A Wildfire 4.0 verzióban jelent meg az elasztomerek, gumik szimulációja, a Wildfire 5.0 verzióban pedig a fémek nemlineáris, folyáshatár utáni tartományban történő viselkedésének elemzése. Ezen felül gyakorlati példákat láthattak a résztvevők nagy alakváltozások, és kontakt problémák kezeléséről, előfeszített modális analízisről és kompozitok szimulációjáról.
A végeselemes rendezvényeken megszokott, hogy csak a végeredmények mutatják be, ezúttal azonban nagy hangsúlyt kapott, hogy milyen módon lehet eljutni a megfelelő eredményekig.
A végeselemes rendezvényeken megszokott, hogy csak a végeredmények mutatják be, ezúttal azonban nagy hangsúlyt kapott, hogy milyen módon lehet eljutni a megfelelő eredményekig.
Vázszerkezetek analízise során fellépő kihívások automatizált megoldása
A Pro/ENGINEER Expert Framework váz- és acélszerkezeti szoftverrel pillanatok alatt elkészíthetők a legbonyolultabb szerkezetek is. A vázak intelligensen és automatizáltan idealizálhatók rúdmodellé vagy héjmodellé, amin a Pro/ENGINEER Mechanica analízis gyorsan lefuttatható. A feszültség koncentrációs helyek részletesebb elemzése pedig az eredeti testmodellen végezhető el. A megoldás nagyszerűségét az integráció szintje adja. Minimális az adatelőkészítési idő, a CAD modell és a szimulációs modell asszociatív kapcsolatban van, így egyszerűvé válik az iteratív vizsgálatok, vagy optimalizálások kezelése.
Analízis eszközt minden mérnök kezébe!
A PTC felismerve a szimulációs megoldások egyre nagyobb jelentőségét a piacon úttörő módon három analízis eszközének belépő szintű, Lite változatát is díjmentesen adja minden Pro/ENGINEER tervezői csomaghoz:
• Pro/MECHANICA Lite: szerkezeti analízis
• Manikin Lite: ergonómiai szimuláció
• Spark Lite: elektromos átütés vizsgálat
Ezekkel a modulokkal érték teremthető, és ha a mérnök komplexebb feladatokkal találkozik, az adott Lite modul bármikor kedvező áron frissíthető a nagyobb „testvérekre”.
• Pro/MECHANICA Lite: szerkezeti analízis
• Manikin Lite: ergonómiai szimuláció
• Spark Lite: elektromos átütés vizsgálat
Ezekkel a modulokkal érték teremthető, és ha a mérnök komplexebb feladatokkal találkozik, az adott Lite modul bármikor kedvező áron frissíthető a nagyobb „testvérekre”.
Optikai és fényanalízis SPEOS modul Pro/ENGINEER környezetben
Igazi kuriózum volt a high-end, fizikai alapokon nyugvó SPEOS optikai modul élő bemutatója, amelynek során egy telefon nyomógombjainak megvilágítás tervezésén keresztül nyerhettek betekintést a résztvevők ebbe a különleges világba. A modulhoz hatalmas fényforrás, prizma és egyéb optikai anyag könyvtár tartozik. Ezeket felhasználva kielemezhető, hogy az adott fényforrások elegendő mennyiségű és megfelelő színű fényt juttatnak-e el a kívánt helyekre. A rendszer képes arra, hogy a kialakult fényspektrumot az adott iparágban honos – például autóipari – szabványoknak megfelelően leellenőrizze.
C3D Kft. felhasználói előadás
A C3D Kft. Magyarország egyik legnagyobb mérnökirodájaként számos végeselemes projektben vett részt. Ezek közül mutatta be Szabó Zoltán műszaki igazgató egy belsőégésű motor hengerfejének kialakítása során a Pro/MECHANICA-val végzett érzékenység-vizsgálat tapasztalatait. Az elemzés során a geometriai paraméterek változásának hatását vizsgálták a szilárdsági viselkedésre.
További előadások, bemutatók
Bár a rendezvényen a legnagyobb figyelmet a Pro/ENGINEER Mechanica modulcsalád kapta, a számos további érdekes előadás elhangzott különböző területekről:
Pro/ENGINEER Manikin: integrált ergonómiai analízis az emberközpontú tervezésért
Mathcad: a prediktív szimuláció és mérnöki számítások eszköze
Viselkedés alapú modellezés: a Pro/ENGINEER Behavioral Mdeling modullal célvezérelt tervezési feladatok oldhatók meg.
Dynaform: képlékeny lemezalakítás, mélyhúzás szimuláció. A lemezalkatrészek egyre komplexebbekké válnak, gyártásuk során fontos a szakadások, gyűrődések elkerülése és a megfelelő szerszám és a szükséges alakító lépések pontos feltérképezése. Ebben nyújt hathatós segítséget a Dynaform.
Moldex3D/eDesign – valóság közeli mérnöki fröccsöntés szimuláció. A szoftvert eleve a valós 3D-s szimulációra tervezték, aminek segítségével a tömör, vagy vastag falú modellek is egyszerűen kezelhetők.
S&T Unitis Magyarország Kft.
www.snt.hu/cad
