SYMULACJE I ANALIZY INŻYNIERSKIE METODĄ ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH (MES)

MES czyli Metoda Elementów Skończonych jest komputerowa techniką modelowania zjawisk fizycznych obecnie szeroko wykorzystywaną do obliczeń odkształceń i naprężeń w mechanice konstrukcji, symulacji przepływu płynów i symulacji przekazywania ciepła. Symulacje MES są jak wirtualne testy które pozwalają szybko określić wytężenie skomplikowanej konstrukcji pod wpływem różnorodnych obciążeń lub w przypadku przepływu ciepła/płynów sprawność procesu. Zastosowanie symulacji komputerowych MES w procesie projektowania znacznie skraca czas rozwoju produktu oraz pozwala uzyskać produkty o optymalnej masie i wytrzymałości bez potrzeby wykonywania wielu prototypów.

Zalety stosowania symulacji MES

Analizy MES mogą być wykorzystane zarówno na etapie koncepcyjnym jak i w ostatniej fazie konstrukcyjnej jako narzędzie weryfikacji poprawności konstrukcji, jeszcze przed wykonaniem prototypu. Narzędzie to sprawdza się również dla konstrukcji już istniejących do określenia przyczyn i skutków awarii oraz weryfikacji metod naprawczych. W przypadku problemów technicznych jak drgania, pęknięcia lub gdy istniej potrzeba sprawdzenia konstrukcji na większe obciążenia wyniki symulacji MES dostarczają niezbędnej wiedzy aby szybko i skutecznie rozwiązać problem.

Korzyści stosowania analiz MES:


krótszy czas rozwoju produktu produktu

mniejsza liczba prototypów

szybsze wprowadzenie produktu na rynek

poprawa jakości produktu

uniknięcie wczesnej awarii dzięki symulacji wielu scenariuszy obciążeń

uniknięcie kosztów gwarancyjnych

w rezultacie większe zaufanie klientów do marki


Naszym głównym celem jest dostarczanie kompleksowych analiz inżynierskich w oparciu o symulacje MES. Oferujemy szeroki zakres usług analiz: strukturalnych, termicznych, dynamicznych oraz analiz drgań. Nasi inżynierowie posiadając solidną wiedzę teoretyczną oraz lata doświadczeń w wielu branżach przemysłu. Pozwala to zaoferować profesjonalny serwis wielu klientom. Oferujemy przeprowadzenie kompleksowych analizy w wielu programach CAE jak: Ansys, Abaqus, LS-Dyna i HyperWorks. Dzięki temu możemy łatwo dostosować się do wymagań oraz budżetu klientów.


Analizy strukturalne

Wiedza jak dana konstrukcja zachowa się pod wpływem obciążeń roboczych jest cenna i pożądana przez konstruktorów. Symulacje MES pozwalają szybko i efektywnie sprawdzić każdy strukturalny aspekt danego produktu jak naprężenia, odkształcenia, wpływ temperatury, niezawodność. Nasi inżynierowie potrafią zweryfikować pojedyncze komponenty jak i złożone mechanizmy uwzględniając plastyczność materiału, zjawisko kontaktu oraz wpływ temperatury.

Oferujemy usługi analiz MES:

Liniowe analizy naprężenia

Nieliniowe analizy naprężenia:

       Nieliniowości geometryczne (duże przemieszczenia, duże odkształcenia, itp.)

       Nieliniowości materiałowe (pełzanie, plastyczność, wiskoelastyczność, hipersprężystość)

       Zjawisko kontaktu (tracie, poślizg)

Analizy drgań:

       Wyznaczanie częstotliwości drgań własnych

      Harmoniczna, wyznaczenia odpowiedzi fazowo-częstotliwościowej

       Analiza spektralna

Analizy stateczności – wyboczenie liniowe i nieliniowe

Analizy zmęczeniowe, nisko- i wysoko-cyklowe

Analizy dynamiczne:

       zderzenia

       Upadki


Analizy drgań

Symulacje drgań konstrukcji metodą elementów skończonych MES pozwalają już na etapie projektowania przewidzieć potencjalne problemy z wysokimi drganiami spowodowane rezonansem lub wymuszeniem harmonicznym. Oferujemy usługi symulacji i obliczeń częstotliwości i postaci drgań własnych pojedynczych komponentów jaki i całych złożeń. Dzięki analizom harmonicznym jesteśmy w stanie wyznaczyć amplitudy przemieszczenia i naprężenia które mogą posłużyć do sprawdzenia wytrzymałości zmęczeniowej konstrukcji (zmęczenie wysokocyklowe – high-cycle fatigue HCF). Ponadto, wyniki analiz pozwalają oszacować emisję hałasu (analizy i symulacje NVH).

Usługi typowych analiz drgań wymuszonych:

analiza harmoniczna (obciążenie sinusoidalnie zmienne)

analiza drgań losowych (PSD)

analiza spektralna (np. trzęsienie ziemi)

analiza dynamiczna stanów przejściowych

Znając charakterystykę drgań konstrukcji nasi inżynierowie są w stanie przeprowadzić optymalizację strukturalną tak aby przesunąć częstotliwości własne w bezpieczny zakres, redukując przez to amplitudy naprężeń i przemieszczeń. Używamy najlepszych narzędzi dostępnych na rynku do optymalizacji topologii, kształtu i wymiaru.


Usługi analiz dynamicznych explicite (symulacje zjawisk szybkozmiennych)

Symulacje dynamiczne explicit służą do modelowania konstrukcji które muszą przetrać ciężkie warunki obciążeń jak: zderzenia (crash tests), uderzenia, wybuchy oraz duże odkształcenia plastyczne. Projektowanie takich produktów być można znacznie przyspieszyć przez wykorzystanie symulacji MES. W przypadku maszyn dla których wykonanie fizycznego testu jest zbyt drogie, symulacje MES są jedynym narzędziem do oszacowania wytężenia danej konstrukcji. Jednocześnie, produkt może być sprawdzony używając wiele scenariuszy obciążeń gdzie w przypadku rzeczywistych testów jest to niemożliwe z uwagi na fundusze i czas.

Oferujemy usługi symulacji dynamicznych jak:

symulacja upadku (drop test)

crash testy - symulacje wytrzymałościowe na potrzeby homologacji ECE, ISO, PN:

ECE R12 – uderzenie w kierownicę

ECE R14 – Kotwiczenie pasów bezpieczeństwa

ECE R16 – Pasy bezpieczeństwa

ECE R17 – Wytrzymałość foteli

ECE R21 - Wyłożenie wnętrza i jego bezpieczeństwo na uderzenia

ECE R25 – Zagłówki

ECE R29 – Wytrzymałość i bezpieczeństwo kabin (analizy strukturalne kabin pojazdów)

ECE R44 - Urządzenia przytrzymujące dla dzieci (symulacje wytrzymałościowe fotelików samochodowych)

ECE R66 – Wytrzymałość nadwozi autobusów (symulacje przewracania się autobusu)

PN-EN ISO 3471 – Wytrzymałość konstrukcji chroniących przy przewróceniu się maszyny (symulacje wytrzymałościowe konstrukcji ROPS)

PN-EN ISO 3449 – Wytrzymałość konstrukcji chroniącej przed spadającymi przedmiotami (symulacje wytrzymałościowe konstrukcji FOPS)

PN-92/G-59001 – Wytrzymałość konstrukcji chroniącej przed obwałami skał (symulacje wytrzymałościowe konstrukcji RSPS)

modelowanie i analiza systemów bezpieczeństwa pasażerów (poduszki powietrzne, pasy bezpieczeństwa)

symulacje uszkodzeń katastroficznych, wpływ ekstremalnych obciążeń na konstrukcję

symulacje dynamiczne pasywnie biernych konstrukcji (słupy, podpory)

modelowanie struktur zderzeniowych i przeciwogniowych

Narzędzia symulacji dynamicznych MES pozwalają zaprojektować w relatywnie krótkim czasie konstrukcję która będzie odporna na ekstremalne warunki obciążeń bez potrzeby przeprowadzania wielu czasochłonnych i kosztownych testów.


Usługi analiz zmęczeniowych i propagacji pęknięć

Awarie maszyny które poddane są obciążeniom cyklicznie zmiennym spowodowane są zazwyczaj zmęczeniem materiału. Badania wykazują że 80% pęknięć w maszynach spowodowanych jest właśnie zmęczeniem materiału, a tylko 20% przeciążeniem statycznym. Symulacje MES pozwalają zidentyfikować najbardziej narażone punkty w konstrukcji na ten mechanizm zniszczenia materiału. Nasi inżynierowie wykorzystując symulacje są w stanie dokładnie obliczyć trwałość produktu poddanego obciążeniom zmiennych w funkcji czasu lub częstotliwości stosując odpowiednie metody oraz kryteria zmęczeniowe.

W przypadku już istniejących lub zakładanych pęknięć w konstrukcji (konstrukcje spawane, odlewy) zastosowanie teorii mechaniki pękania pozwala określić pozostały lub dopuszczalny czas eksploatacji maszyny przed osiągnięciem krytycznego rozmiar pęknięcia.

Nasze kompetencje obejmują:

analizy zmęczeniowe nisko- i wysoko-cyklowe

zmęczenie termo-mechaniczne

zmęczenie materiału spowodowane drganiami

analizy propagacji pęknięć

mechanika pękania

obliczenia współczynnika intensywności naprężeń

Przeprowadzamy wirtualne testy zmęczeniowe i wytrzymałościowe ram rowerowych wg norm:

EN 14764 Rowery miejskie i wycieczkowe

EN 14765 Rowery dziecięce

EN 14766 Rowery górskie

EN 14781 Rowery wyścigowe


Analizy i symulacje termiczne, przepływu ciepła, sprzężone analizy cieplno-przepływowe

Jednym z wielu problemów z jakim konstruktorzy maszyn często muszą się zmierzyć jest zarządzanie emisją ciepła. Podczas projektowania, inżynierowie muszą uwzględnić między innymi: ilość generowanego ciepła, efektywność chłodzenia oraz wpływ temperatury na zachowanie się konstrukcji. Wszystko po to, aby dostarczyć niezawodny i bezpieczny produkt.

SimDes Partner oferuje szeroki zakres usług symulacji termicznych z uwzględnieniem wszystkich sposobów wymiany ciepła jak: przewodzenie, konwekcja, promieniowanie. Nasi inżynierowie pomogą zrozumieć wpływ niskiej/wysokiej temperatury oraz jej gradientu na zachowanie się konstrukcji. Obliczony rozkład temperatury wewnątrz struktury może posłużyć do dalszych analiz termo-mechanicznych które umożliwiają oszacowanie: rozszerzalności cieplnej, naprężeń termicznych, intensywności pełzania oraz wyboczenia termicznego konstrukcji.

Nasze doświadczenie w symulacjach termicznych obejmuje:

ustalony przepływ ciepła

przepływ ciepła zmienny w czasie

promieniowanie, przewodzenie, konwekcja

symulacje termo-mechaniczne

modelowanie zjawiska pełzania materiału

sprzężone analizy termiczno-przepływowe, termiczno-mechaniczno-przepływowe

       symulacje termiczne elektronicznych układów, płyt i systemów

       symulacje chłodzenia elektroniki

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat możliwości symulacji MES lub otrzymać indywidualną ofertę prosimy o kontakt.