Simulace Vás Připraví Na Každodenní život

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-06-05 00:21

V simulačním domě se nacházejí různé exponáty každodenního použití. Zainteresovaní návštěvníci veletrhu se mohou dozvědět více o historii simulace na interaktivních displejích a dozvědět se více podrobností od simulačních specialistů z přítomnosti Cadfem.

Obrázková galerie

Mezi společnosti, které se účastní veletrhu, patří Biffar (přední dveře), domácí spotřebiče BSH (trouba), Deckerform (židle), Hansgrohe (sprchová hlavice, termostat), Head (tenisová raketa), Hewi (sprchové sedadlo, opěrka), KTM- Technologie (motocykl), Miele (bubnová sušička) a Vorwerk (Thermomix). Dále jsou zobrazeny výpočty reproduktorů a ráfků do auta. Pro každou výstavu je k dispozici široká škála informací - proč byla při vývoji produktu použita simulace, jaké znalosti byly výpočty pro návrh výrobku nebo návrh výrobního procesu poskytnuty a jaké výhody by bylo možné simulací dosáhnout.

Následuje malá předehra veletržní zkušenosti, popis simulačních zkušeností společností Hewi a Biffar a prezentace simulačního projektu pro návrh reproduktorů.

Emisní chování reproduktorů

Důležitou charakteristikou kvality reproduktorů je chování prostorového záření. To je vnímáno jako zvláště dobré, pokud mají reproduktory co nejrovnoměrnější charakteristiku, a to v celém rozsahu kmitočtu, který má být pokryt. Aby se toho dosáhlo, je třeba kromě akustického šíření ve vzduchu vzít v úvahu také interakci mezi zvukovými tlakovými vlnami, membránami a skříní reproduktoru. Cílem simulace bylo zjistit vliv různých faktorů, jako jsou (odolné) stěny skříně nebo tolerance na radiační chování reproduktorů a zkreslení emitovaného signálu.

Další informace k tématu webináře: Intuitivně z instalačního prostoru do ideální geometrie CAD

Ve spojení s aditivními výrobními procesy čelí návrháři a vývojáři produktů novým výzvám, jako je stanovení optimální topologie komponent. 16. května se dozvíte, jak vás simulační software Ansys a expert Cadfem podporují. v 10:00 na příkladu živých demonstrací. Zaregistrujte se zdarma na adrese: www.konstructionspraxis.vogel.de/webinare

Interakce kapalina-struktura mezi krytem a vzduchem

Ansys Mechanical analyzoval radiační charakteristiky reproduktoru. Za tímto účelem byla definována interakce mezi tekutinou a strukturou mezi pouzdrem a okolním vzduchem, pomocí které lze realisticky znázornit vzájemný vliv. Aby se zajistilo, že velikost modelu zůstane v ovladatelných rozměrech, při simulaci byla zohledněna pouze příslušná oblast okolního vzduchu. Zvuk se však mohl šířit neomezeně kvůli použitým podmínkám vzdáleného pole. Na základě principu rovnocenných zvukových zdrojů by bylo možné provést nezbytná vyhodnocení mimo simulovaný model.

Lepší porozumění interakcím

Frekvenční parametrizace sítě a okolního vzduchu zkrátila dobu výpočtu. Další zrychlení by bylo možné dosáhnout dobrou paralelizací pro použití HPC (High Performance Computing).

Simulace vedly k lepšímu porozumění interakcím mezi komponenty bydlení a okolním vzduchem. Na tomto základě byla možná efektivní optimalizace radiačního chování reproduktoru bez nutnosti výroby prototypů.

Kromě toho byl ve srovnání s předchozími měřeními s prototypy dosažen vyšší informační obsah, protože byla možná „šíření zvuku“v celé místnosti a nebyla měřena v jednotlivých bodech jako u mikrofonů. Výsledkem bylo, že v krátké době a se zvládnutelnými náklady bylo dosaženo vysoké kvality produktu.

Extrémně odolná skládací sprchová sedadla

Zejména v nemocnicích, domovech s pečovatelskou službou nebo v domech pro seniory - ale také v soukromých bytech - jsou vyžadována jednoduchá řešení složitých požadavků. Společnost Hewi mimo jiné vyvíjí pro tyto oblasti inovativní produkty, jako například skládací sprchové sedadlo řady Hewi 950. Sprchová sedadla Hewi musí být navržena tak, aby nepřekračovala meze deformace, pevnosti a síly na nástěnný držák, a to ani při extrémním zatížení. s nejvyššími nároky na estetický design.

Zmenšená tloušťka stěny se zvýšenou tuhostí

Pro původní konstrukci sprchového sedadla, která byla relativně pevná, byl podle prvních výpočtů stanoven obsah skleněných vláken v plastu nejméně 30%, takže bylo možné dosáhnout požadované pevnosti a tuhosti. Simulační software Ansys byl použit k prozkoumání toho, jak se vybraný materiál chová, kde jsou kritické oblasti zatížení a kde lze materiál uložit.

Vzhledem k tomu, že tenčí součásti se vyrábějí vstřikováním snadněji - s menším počtem ponořených značek, homogennějším chlazením a tím menším deformacím a vnitřním napětím, byl nakonec vybrán speciální polyamid s 50% skleněných vláken. To umožnilo významně snížit tloušťku stěny povrchu sedadla a současně zvýšit tuhost, přičemž skleněná vlákna jsou během vstřikování vyrovnána podle nejvyššího zatížení. Zvýšením obsahu skleněných vláken na 50% bylo zapotřebí méně materiálu. Hmotnost byla snížena o téměř 30% na přibližně čtyři kilogramy.

Optimalizované dveře díky simulaci

U dveří Biffar bylo mimo jiné zaměřeno na tepelnou izolaci a odolnost proti vloupání a byly zkoumány s pomocí Fraunhofer ITWM a zlepšeny v souladu s výsledky výpočtu. Tepelně izolační vlastnosti v konstrukci se vyznačují hodnotou U (koeficient přenosu tepla), která je v případě konstrukce dveří tvořena hodnotami U křídla dveří, zárubně a rámu. Křídlo dveří má největší plochu, a proto má největší vliv.

Nemělo by se však opomenout ani na přenos tepla v rámci celkové rovnováhy energetické účinnosti. Při simulaci přenosu tepla je třeba kromě vedení tepla v příslušných pevných tělesech brát v úvahu také konvekční účinky a tepelné záření, například v dutých profilech. Ačkoli tloušťka rámu a použití materiálů byly jen stěží zvětšeny, varianta optimalizovaná pomocí simulací dokázala dosáhnout výrazně nižší hodnoty U.

Rutina pro nové designy

Výsledky standardních simulací FEM pro analýzu napětí byly použity k posouzení odolnosti proti vloupání a zatížení větrem. Odolnost proti vloupání se zkoumá na základě lokálního tlakového zatížení v různých bodech na povrchu dveří. To umožňuje optimalizovat jak materiály, tak tloušťky stěn, přičemž je třeba poznamenat, že lehčí dveře jsou výhodné jak během montáže, tak s ohledem na jejich funkci při otevírání a zavírání.

Zde uvedené výsledky simulace byly potvrzeny skutečnými testy a testy s vysokou přesností. Kromě toho by taková optimalizace dveří a rámů nebyla možná v tak krátké době bez simulací FEM. To přesvědčilo lidi odpovědné za Biffar, že simulace se u nových návrhů dveří rychle stala rutinou.

Praktická simulace na Hannover Messe 2017

Výhody simulací, které byly ukázány zde pomocí tří příkladů aplikace, lze přenést na mnoho dalších vývojů produktů od široké škály výrobců. Další příklady, jak se dotknout odpovídajících simulačních příběhů, budou představeny na veletrhu Hanover, kde jsou k dispozici podrobní informace simulační experti z Cadfemu. (Mz)

Hannover Messe: Hala 6, stánek K50

* Dipl.-Ing. (FH) Christof Gebhardt je vedoucím obchodního rozvoje v CADFEM.