Szimulációk a mindennapi mérnöki munkában

A szoftveres tervezői környezet fejlődésével az elérhető szimulációs megoldások is rengeteget fejlődtek az utóbbi időszakban. Komplett gépeket, gépsorokat tesztelhetünk a számítógépünk segítségével, ezzel rengeteg időt és költséget megtakarítva, ami a dinamikusan fejlődő iparágakban a versenyben maradás feltétele lehet. Épp ezért a szimulációs technológiákkal érdemes szorosabbra fűzni a kapcsolatunkat és jobban megismerni a lehetőségeket, amiket ezek a megoldások kínálnak.

A gép dolgozik, az alkotó pihen

A szimulációs megoldásoknak köszönhetően számos ellenőrzési feladatot elvégezhetnek a számítógépek a mérnökök és minőségellenőrök helyett. Ezzel nemcsak gyorsabbá válik a fejlesztés és az ellenőrzés, hanem olcsóbbá is. A generatív tervezéssel már az első termékkoncepciók megalkotása során lehetőségünk nyílik optimalizálni az elképzeléseket, míg a további szimulációkkal jobb képet kaphatunk az alkatrész viselkedéséről, valamint a méretezés során figyelembe vehetjük a környezeti hatásokat és feltételeket.

Mozgások modellezése, ütközésvizsgálatok

Az egyik legfontosabb terület, amelyet a szimulációkkal kapcsolatban említenünk kell, az az ütközésvizsgálat, illetve a szerelt összeállítások mozgásának elemzése. Ehhez az MBS (több test szimuláció) eszköztárát hívhatjuk segítségül. Az ilyen szimulációkkal ellenőrizhetjük, hogy az alkatrészek a megadott mozgáspályákon mozogva ütköznek-e egymással, illetve, hogy az alkatrészek mozognak-e az adott összeállításban, fellépnek-e bennük a megengedettnél nagyobb terhelések. Mivel a szimuláció szerelt prototípusokat is kiválthat így költség- és időtakarékos megoldás lehet olyan ipari környezetben, ahol kevés idő marad az egyes alkatrészek tervezése után a komplett összeállítás vizsgálatára.

Hasonlóan, ütközésvizsgálatokra a gyártási programok elkészítése, a szerszámpályák generálása során is szükségünk van. A szerszámoknak ugyanis nemcsak a megadott kontúrokon úgy kell mozogniuk, hogy mind a szerszám teljes hossza, mind a befogó és a szerszámgép sértetlen marad, sem a darabbal, sem a készülékekkel nem ütközik. Ez mind a tömeggyártásban, mind az egyedi megmunkálások esetén praktikus lehet a gyártáselőkészítés gyorsítására.

Méretezés – másképp                                        

A mérnöki munka alapja, hogy a szükséges paraméterek felismerése után az alkatrészeket és termékeket azoknak megfelelően méretezzük. Az esetek jelentős részében a kulcsparaméterek mechanikai jellemzők, amelyek elsősorban az anyagtulajdonságok alapján definiálhatók. A mai fejlett tervezői környezetben nincs szükség bonyolult kézi számításokra, a legtöbb ellenőrzési feladatot ellátja a számítógép és olyan végeselemes módszerek alkalmazhatók, amelyekkel nagy biztonsággal méretezhetők az elemek. A végeselemes analízist jellemzően feszültségek, elmozdulások és fajlagos alakváltozási paraméterek meghatározására használják, emellett hőtani jellemzők számítására is alkalmazható. Kiegészítheti továbbá a tervezést a rezgésekre, kihajlásra és sajátfrekvenciára vonatkozó paraméterek számításával.

A végeselemes analízissel leginkább szilárd testek terhelésre adott válaszát modellezhetjük, vizsgálva az adott szerkezet és anyag teherbírását.

Akusztikai és áramlási szimulációk

Mindazon alkatrészek, termékek és összeállítások, melyekkel nap mint nap dolgozunk, nemcsak egy-egy vevői követelménynek felelnek meg. Sokszor a praktikus, használat szempontjából fontos vevői igényt olyan műszaki paraméterekre kell lefordítanunk, mint hőmérséklettűrés, anyagon belüli hőáramlás vagy épp a test környezetében kialakuló légáramlás mutatószámai. Ahhoz, hogy ezeket már a modelleken is vizsgálhassuk, a numerikus áramlástani (CFD) szimuláció rendelkezésünkre áll, amelyekkel a felsorolt ellenőrzések elvégezhetők.

A termékfejlesztés során az ilyen szimulációk segítségével meghatározhatjuk a megfelelő formát, a kiegészítő elemek szükségességét, illetve olyan berendezések esetén, amelyekben valamilyen folyadék áramoltatását végezzük, a folyadékáramlás számunkra ideális képét és annak hőtani tulajdonságait vizsgálhatjuk meg.

Ahhoz, hogy a felsorolt szimulációs lehetőségeket ne csak elméletben ismerjük, hanem mindennapi gyakorlatunk részévé váljanak, már az intézményi oktatásban is érdemes kipróbálnunk őket. Erre az Enterprise Group PLM üzletága oktatási licencekkel és konzultációkkal teremt lehetőséget, amely hallgatóknak és oktatási intézményeknek nyújt segítséget.

Amennyiben gyakorló tervezőként szeretne további ismereteket szerezni a legújabb szimulációs technológiákról vagy a Solid Edge-ben rejlő szimulációs lehetőségekről, honlapunkon, blogunkban további információt talál. Továbbá ingyenes online webinárium keretében is lehetősége nyílik augusztusban arra, hogy jobban megismerje a Solid Edge szimulációs moduljainak használatát.

 

Szakterület: Az ipari digitalizáció szakértőjeként, évtizedes tapasztalattal rendelkezünk a világ élvonalába tartozó ipari tervezőszoftverek terén, melyek bevezetéséhez és folyamatos támogatásához professzionális csapattal rendelkezünk.

Ma már a megfelelő ipari digitalizációs folyamatokhoz az alkalmas szoftvereken, hardvereken és képzéseken túl a kreativitás is elengedhetetlen. De a legjobb kreatív elmék számára is egy komplett digitális tervezési platform nyitja csak meg az alkotás valódi szabadságát. Az ipari digitalizáció hatékony vállalati bevezetése ember, gép és szoftver komplex együttműködéseként jön létre, amelynek összehangolása komoly szakértelmet igényel.

 

A szerző további cikkei »