Разработка новых производственных линий и сборочных конвейеров — непростая задача. Эти системы невероятно сложны и содержат много различных компонентов и подсистем. При разработке новых производственных линий в наше время невозможно обойтись без использования CAD- (Computer Aided Design) и CAE- (Computer Aided Engineering) решений. Сегодня на рынке представлен широкий спектр этих программных продуктов, позволяющих решать различные задачи и анализировать различные параметры, которые необходимо учитывать при разработке. Когда дело доходит до оптимизации конструкции сложных узлов машин, обычно используют прочностной анализ с использованием метода конечных элементов (МКЭ).

Компания Universal Corrugated B.V. (UC), входящая в группу компаний Minda и расположенная в г. Алмело (Нидерланды), предлагает автоматические складские и логистические системы для картонной продукции — для производства бесконечного картона и его укладки после переработки. В рамках проекта по анализу и моделированию одной из своих машин специалисты UC обратились в компанию Vierhout Engineering (VE) — независимому поставщику инженерных услуг из г. Хенгело (Нидерланды).

В ходе предварительного анализа выяснилось, что для улучшения процессов разработки необходимы новые решения. VE имеет большой опыт работы с 2D/3D CAD- и CAE-инструментами, включая приложения для моделирования методом конечных элементов, однако чрезвычайная сложность конструкции станка требовала нестандартных подходов. После тщательного анализа представленных на рынке решений выбор был сделан в пользу Altair SimSolid — программного обеспечения для быстрого прочностного анализа. Оно не требует упрощения геометрии и создания конечно-элементной сетки — двух наиболее трудоемких задач, которые необходимо решать при работе в традиционной программном обеспечении на основе МКЭ.

Комплексное исследование больших сборок с помощью SimSolid

Работу с такими проектами, как проект от UC, специалисты VE начинают с базовой проверки, чтобы убедиться, что конструкция соответствует применимым нормам. Ранее такие анализы проводились с использованием традиционного программного обеспечения на основе МКЭ, которые хоть и дают точные результаты для широкого спектра применений, но все же имеют некоторые ограничения, когда речь идет о моделировании очень больших и сложных систем. По сути, большие системы должны быть упрощены и разделены для проведения анализа с использованием сплошной сетки. Инженерам необходимо создать упрощенную 3D-модель для каждого отдельного компонента или системы машины. Мало того, что это занимает много времени — в результате загрузка данных часто достигает аппаратных ограничений компьютеров, на которых используется программное обеспечение CAE и CAD. Кроме того, если речь идет о больших металлоконструкциях, их необходимо анализировать с помощью упрощенных балок и листовых элементов, что является очень громоздким, подверженным ошибкам и длительным процессом. Благодаря использованию SimSolid для этих типов систем вся ручная работа была сведена к минимуму.

Перемещения в конструкции

Задание нагрузки болтового соединения с предзатягом и сварные соединения

В данном случае специалистам VE пришлось детально проанализировать раму машины из конструкционной стали массой около 20 т. и длиной около 32 м. Основное внимание было уделено анализу различных вариантов нагрузки с очень подробными рамочными условиями контактов и сил. Кроме того, необходимо было проверить, будет ли нестандартная рама достаточно прочной и устойчивой, чтобы соответствовать требованиям Еврокода. Существенным преимуществом использования SimSolid стал анализ полной детальной трехмерной модели, большой сборки, включая болты и гайки с моментами затяжки и предварительными натяжениями. Детали с контактами, такие как фланцевые соединения, были проанализированы геометрически, нелинейно, включая контакты трения и разделения. Результаты таких анализов были очень подробными и четко отображались в 3D с материальным напряжением, смещениями, модальными частотами и силами реакции на фундаментах. Прекрасно показав себя при решении этой задачи, SimSolid теперь постоянно применяется в VE для проведения всех сложных анализов и моделирования. SimSolid позволяет проводить более подробные анализы, которые могут быть полностью выполнены на трехмерных телах. С этим программным обеспечением можно использовать сложные трехмерные модели составных CAD-композиций (на уровне производства), включая все детали, такие как основные сварные и болтовые соединения. Благодаря применяемому в SimSolid симуляционному методу без сетки фаза процесса проектирования может быть полностью исключена. Это позволяет уделять больше внимания другим деталям и пользовательским настройкам, таким как контакты, нагрузки и предварительные натяжения, и предоставляет больше времени на разработку вариантов проектирования.

Решения впереди: расчеты прокладывают путь

Специалисты VE на своем опыте убедились в большом потенциале SimSolid и продолжат использовать его при реализации будущих проектов по экспорту 3D CAD. «SimSolid предоставляет намного более эффективные и детальные данные, чем традиционные системы расчета МКЭ, что является его огромным преимуществом. Время, сэкономленное благодаря отсутствию упрощения и очистки геометрии, а также анализу без ячеек, позволяет исследовать больше вариантов и вариантов загрузки, чем с помощью традиционных инструментов FE в прошлом», — сказал Эверт Ферхаут, владелец Vierhout Engineering. — «Мы очень довольны результатами и надеемся с помощью этого решения еще более полно удовлетворять потребности наших клиентов».

По вопросам приобретения лицензий продукта обращайтесь по телефону +7 (495) 069−4488 или по электронной почте sales@csoft.ru.