Уже более десяти лет инженеры по расчетам в Smile-FEM поддерживают своих клиентов и партнеров, моделируя зрелые проектные решения в реальных условиях. Цель состоит в том, чтобы использовать весь потенциал технических приложений. Новые процессы, такие как аддитивное производство, позволяют превышать существующие ограничения. Гидравлический блок управления, который уже был оптимизирован с использованием традиционных методов, использует оптимизированный по топологии прототип, чтобы продемонстрировать потенциал аддитивного производства.
Меньший вес с лучшей функциональностью
Технические проблемы такого проекта можно разделить на две области. С одной стороны, речь идет о весе и, следовательно, о материальной экономии. С другой стороны, функциональность компонента должна быть улучшена. Эти два аспекта должны рассматриваться вместе, чтобы создать хороший и успешный продукт. Требовалось не только значительное снижение веса, но и потери давления в гидравлическом блоке управления.
Картинная галерея
Это может быть достигнуто только путем снятия предыдущих ограничений с помощью метода производства. До сих пор необходимые каналы были просверлены или фрезерованы в черновой блок. Это означает, что были возможны только прямые соединения с постоянным или сужающимся поперечным сечением. Аддитивное производство, с другой стороны, также допускает изогнутые соединения, ответвления и поднутрения.
Меньшая потеря давления для повышения энергоэффективности
«В дополнение к установлению оптимальных связей между отдельными соединениями, цель состояла в том, чтобы уменьшить потерю давления в каналах для достижения более высокой энергоэффективности», - подчеркивает д-р Марко Гетче, генеральный директор Smile-FEM в Хайкендорфе под Килем. Кроме того, функциональные блоки, такие как редукторы давления, обратные клапаны и регуляторы, могут быть легче интегрированы в блок управления. Новое поколение программного обеспечения Ansys Discovery Live было использовано для перепроектирования и разработки блока управления аддитивным производством. Это позволило оптимизировать топологию, с одной стороны, и провести анализ потока в каналах управления, с другой стороны, и добиться значительных улучшений.
Изменения сразу видны
«Программное обеспечение Discovery очень простое в использовании, особенно если вы уже работали с приложением Space Claim CAD», - говорит Дебора Кашубе, которая работает инженером по расчетам в Smile-FEM. «Если внесены геометрические изменения, соответствующие изменения в анализе потока сразу видны, так что различные варианты можно быстро сравнить и оценить. Хотя точные числовые значения не могут быть определены, как в традиционных приложениях моделирования, тенденции физического поведения четко видны.
Симуляция досье
Как моделирование улучшает разработку продукта
Расчетные расчеты
Таким образом, расчеты, связанные с дизайном, могут выполняться на самых ранних этапах, чтобы найти правильный путь к желаемой функциональности. Также легко проверить влияние малых или больших изменений. «Это всегда было решающим преимуществом Discovery Live для нас», - объясняет доктор. Göttsche. «И, конечно, скорость, с которой выполняются вычисления». Это стало возможным благодаря использованию графических процессоров графических карт от PNY.
моделирование
Конференция Cadfem показывает растущую важность моделирования
Просто переосмыслить
Дебора Кашубе объясняет конкретную процедуру: «Сначала я отключила соединения от каналов управления в предыдущей модели, чтобы иметь возможность создавать новые, как можно более короткие каналы, которые больше не должны были быть простыми. Затем я использовал Discovery Live для оптимизации потока в отдельных каналах подключения ».
Падение давления в некоторых областях было снижено более чем на 50%. Это было достигнуто не только благодаря более коротким каналам для гидравлической жидкости, но также благодаря улучшенному поведению потока в оптимизированном блоке управления - например, больше не было резкого изменения направления. Но так называемые тупики, которые приняты в традиционном подходе с бурением, также устраняются в аддитивно изготовленных контрольных блоках.
Объедините компоненты в один компонент
Оптимизация функций также включает в себя интеграцию отдельных компонентов в компонент. В этом случае два компонента могут быть объединены в один. Это не только экономит этапы сборки, но также уменьшает уплотняющие поверхности и, следовательно, потенциальные источники ошибок. После того как каналы были переопределены, была проведена оптимизация топологии структуры для достижения желаемого снижения веса.
Снижение веса более 75%
Доктор объясняет Гетче: «Основное преимущество симуляции, безусловно, заключается в огромном снижении веса, поскольку компонент был более чем на 75% легче, а также более чем на 25% более плоским. Это приводит к значительной экономии материала и теперь требует меньше места для установки. И все это без необходимости принципиально менять внутренний трубопровод или принимать другие ограничения ». Дополнительной задачей было удержание функциональных поверхностей в их положении, чтобы оптимизированный блок управления мог быть интегрирован в предыдущую конструкцию машины без каких-либо структурных изменений.
Встреча пользователей облегченной конструкции
Легкая конструкция экономит ресурсы и вес и больше не играет важной роли в автомобильной промышленности. Совещание пользователей облегченной конструкции объясняет, как конструкции становятся легкими, но при этом стабильными, и какие преимущества они приносят
Легкая конструкция как движущая сила
Во многих отраслях промышленности легкая конструкция является движущей силой использования аддитивного производства и оптимизации топологии. Снижение веса является важной основой для повышения эффективности, особенно в аэрокосмической промышленности, автомобилестроении, во всем транспортном секторе, а также в особых областях морской промышленности. Например, уменьшается потребление энергии или увеличивается возможная полезная нагрузка. На примере блоков управления можно было показать, какой потенциал бездействия можно использовать с большим количеством существующих конструкций с использованием 3D-печати и новых решений для моделирования. Однако это возможно только в том случае, если вы отойдете от предпосылки «Мы всегда так делали и хорошо с ней справлялись!»исследовать новые технологические миры и использовать их в своих интересах.
Дополнительная информация о Smile-FEM на 37-й конференции Cadfem Ansys Simulation
Обновления технологий, практические занятия и более 120 пользовательских отчетов: на 37-й конференции Cadfem Ansys Simulation с 16 по 17 октября конгресс-центр Касселя станет местом встречи экспертов по моделированию. В течение двух дней все вращается вокруг решений Ansys и текущих разработок в области моделирования в промышленности и научных исследованиях.
Эксперты Smile-FEM также представлены там как экспоненты и докладчики и готовы ответить на вопросы. В своей лекции «Функциональная оптимизация и облегченная конструкция с использованием Discovery Live и аддитивного производства» 16 октября в 4:45 вечера они показывают, как они значительно улучшили поведение среды и уменьшили вес.
Дополнительная информация по адресу: www.simulation-conference.com
Приветственная помощь в принятии решений
«Как поставщик инженерных услуг, мы также все чаще берём на себя задачи по разработке», - объясняет доктор. Göttsche. «Discovery Live является идеальным инструментом для удовлетворения этих требований, особенно на ранних этапах разработки, и предлагает нам средства для принятия решений, когда мы ищем лучший способ достижения нашей цели». отдельные идеи могут быть немедленно реализованы и проиллюстрированы со всеми вовлеченными. Таким образом, предложенные альтернативы могут обсуждаться и оцениваться вместе на основе рассчитанного результата. Потому что у каждого свои индивидуальные требования и предпосылки при разработке продукта, которые необходимо учитывать ».