Обеспечение надежности промышленного оборудования через продвинутое моделирование прочности и долговечности

Проектирование и производство промышленного оборудования — серьезная задача для инженеров-механиков, так как такое оборудование крайне крупное и тяжелое, а также часто работает под большими нагрузками и в течение длительных циклов эксплуатации. Если оно выходит из строя, это не только дорого, но и может быть опасным для операторов. Поэтому критически важно, чтобы инженеры могли обеспечить надежную работу промышленного оборудования до его производства.

Моделирование позволяет виртуально моделировать и тестировать промышленное оборудование до его производства и ввода в реальную эксплуатацию. Инструменты моделирования SIMULIA позволяют производителям и инженерам промышленного оборудования гарантировать безопасность и эффективность этих машин на стадиях предпроизводства, сокращая время разработки и затраты.

Клиенты, использующие инструменты Dassault Systèmes, отмечали увеличение скорости настройки моделей моделирования на 10–40%, а также выяснили, что обновление моделирования после изменения дизайна происходит до 10 раз быстрее.

Какие ситуации эти пользователи тестируют в своих моделях? Одной из распространенных проблем является усталость сварных швов, которая обычно вызвана вибрацией и может возникать в различных типах промышленного оборудования. Программное обеспечение SIMULIA может анализировать ресурс сварных соединений, используя нагрузки от вибрации либо из моделирования, либо из испытательных данных. Другой рабочий процесс, предлагаемый ПО SIMULIA — высокочастотное закалка, которое избирательным и контролируемым образом повышает твердость материалов. Моделирование этого процесса требует моделирования трех различных физических явлений, которые сильно связаны: электромагнитного, для моделирования индукционного тока и потерь Джоуля; теплового, для расчета того, как потери электрической мощности нагревают металл; и структурного, для моделирования превращения материала и расчета остаточных напряжений.

Другой процесс, который можно смоделировать — шарошлёйфование, которое часто используется для формовки и усиления компонентов, таких как коленчатые валы и лопатки турбин. Моделирование может использоваться для оценки эффективности процесса шарошлёйфования и проверки того, что целевые показатели усталостного ресурса достижимы. Это лишь некоторые из рабочих процессов, которые способно моделировать SIMULIA.

Отрасли, которые могут воспользоваться этими и другими рабочими процессами SIMULIA, включают промышленные станки, тяжелую мобильную технику, турбомашины и трансмиссии. Эти отрасли претерпевают изменения из-за новых методов умного производства, которые требуют более сложного оборудования. Операторы промышленного оборудования также требуют индивидуального оборудования, адаптированного к их личным требованиям, что представляет еще одну проблему для производителей.

Производители промышленного оборудования должны работать быстро и умно, чтобы снижать затраты и поставлять качественное, надежное оборудование вовремя, сталкиваясь с ростом вариантов продуктов, комбинаций оборудования и концепций проектирования. Моделирование позволяет им сократить количество необходимых прототипов, быстро анализировать структурную целостность и усталость на протяжении всего жизненного цикла оборудования, а также моделировать его производительность в сложных реальных условиях, таких как стройплощадка или шахта.