Siemens amplía la capacidad de simulación de Simcenter a la electrificación

La última versión del software Simcenter para simulación mecánica, de Siemens Digital Industries Software, ayuda a agilizar los proyectos de ingeniería de electrificación, permite a las nuevas aeronaves cumplir con los márgenes de seguridad, simplifica las pruebas de durabilidad en muchos sectores, entre otras capacidades.

Mediante el uso de un flujo de trabajo completo que incluye Simcenter Motorsolve, Simcenter 3D, Simcenter 3D motion y Simcenter 3D Acoustics, el usuario puede completar un análisis de rendimiento NVH de E-Drive de principio a fin e investigar por qué se produce un ruido.

“Abordar complejos retos de ingeniería, como el desarrollo de productos más potentes, y al mismo tiempo más ecológicos, más ligeros y resistentes, requiere una solución CAE totalmente integrada”, afirma Jean-Claude Ercolanelli, Senior Vice President de las Soluciones de Simulación y Test de Siemens Digital Industries Software. La última versión de Simcenter ofrece una serie de potentes mejoras para ayudar a los ingenieros a afrontar esos retos de forma eficiente y mucho más rápida que antes, ya sea resolviendo las simulaciones de contacto de neumáticos un 45% más rápido o reduciendo el preprocesamiento de la estructura del fuselaje hasta en un 80%”.

Simcenter 3D Fabricación aditiva y Simcenter 3D Estructuras El mallado basado en vóxeles permite a los ingenieros no especializados en CAE crear mallas capaces de producir modelos de buena calidad para la mayoría de los tipos, lo que resulta especialmente útil para simular métodos de construcción de fabricación aditiva como la fusión de lecho de polvo (PBF).

Los aspectos más destacados de esta versión son aplicables a todos los sectores y flujos de trabajo y aportan nuevas funciones a la familia de productos Simcenter:

• Para quienes exploran la fabricación aditiva (AM), la simulación del proceso de fabricación es imprescindible, sobre todo cuando se trata de métodos de producción por fusión en lecho de polvo basados en metales. La naturaleza compleja de estos procesos suele requerir que el ingeniero de AM colabore con un experto en CAE. La última versión del software Simcenter 3D de Siemens introduce una aplicación simplificada para la simulación del proceso de construcción de fusión de lecho de polvo (PBF) que es fácil de usar para ingenieros sin conocimientos profundos de CAE. Utilizando una malla robusta basada en voxel en segundo plano, puede modelar y simular rápidamente el proceso de construcción PBF, permitiendo a los ingenieros obtener una buena comprensión de si una pieza se construirá con éxito. A continuación, los expertos en CAE pueden realizar análisis más detallados también con Simcenter 3D, mejorando así la colaboración.
• Tras la introducción de la posibilidad de iniciar simulaciones en sistemas HPC remotos directamente desde Simcenter 3D, los ingenieros tienen ahora la posibilidad de revisar los resultados de las simulaciones directamente desde la interfaz de simulación remota. Esto les ayuda a determinar si los estudios de simulación se ejecutaron correctamente antes de transferir grandes archivos de resultados a una estación de trabajo local para una evaluación en profundidad.

Simcenter 3D Aeroestructuras Un nuevo informe visual permite al usuario mapear el margen de seguridad en el modelo FE permitiendo al ingeniero generar una vista contorneada para la tabla de resultados de márgenes de seguridad con filtros en su lugar.

Simcenter 3D Estructuras La rigidez de los paneles estructurales delgados en estructuras de fuselaje puede cambiar dependiendo de si los paneles están en compresión o tensión. El nuevo elemento Tension Only Quad puede convertir los armazones en paneles de cizalladura si entran en compresión.

La electrificación es una tendencia importante en el sector de la automoción y el desarrollo de nuevas cadenas cinemáticas de vehículos eléctricos (VE) tiende a dividirse en compartimentos estancos para el diseño del motor eléctrico, el análisis de la transmisión, el NVH y la acústica. Las herramientas de simulación mecánica de Simcenter pueden ayudar a los fabricantes de automóviles a romper estos compartimentos al facilitar el flujo de información crítica sobre cargas, diseños y modelos entre cada una de estas disciplinas para el desarrollo de cadenas cinemáticas de VE. Además del desarrollo de VE, las nuevas funciones de esta versión mejoran la simulación de otras aplicaciones de automoción, desde NVH hasta neumáticos o el rendimiento de los limpiaparabrisas.

Lo más destacado incluye:

• La nueva pantalla de patrones de contacto de Simcenter 3D ayuda a analizar los patrones de contacto de la escobilla. Al modelar la escobilla como un cuerpo flexible combinado con elementos de contacto, la nueva pantalla mostrará resultados fáciles de interpretar sobre las fuerzas de la escobilla a través del parabrisas, lo que permitirá al usuario saber con qué consistencia o inconsistencia se distribuyen las fuerzas y si el diseño de la escobilla está funcionando como se esperaba, sin necesidad de costosas y largas pruebas físicas.
• Por último, la última versión del software Simcenter Tire de Siemens cuenta con un algoritmo de contacto con la carretera actualizado para reducir la gran cantidad de intercambio de datos de carretera necesarios para construir los modelos de neumáticos de alta fidelidad que requieren los simuladores de conducción y las configuraciones Hardware-in-the-Loop. Esto significa que el rendimiento computacional se incrementa hasta en un 45% permitiendo el uso de modelos de neumáticos de alta fidelidad en aplicaciones en tiempo real.

Simcenter 3D Dinámica estructural Para evitar que la simulación del chapoteo haga inviables los tiempos de simulación, se aplica una metodología de síntesis de modos de componentes para reducir el número de modos de chapoteo. A continuación, estos modos se acoplan al resto de la estructura y se calculan los modos hidroelásticos, lo que supone un ahorro sustancial del tiempo de cálculo.

Dinámica del rotor Simcenter 3D Los gráficos de contorno a una frecuencia de resonancia (izquierda), el desplazamiento de un nodo en función de la frecuencia (arriba a la derecha) y el diagrama de Campbell (abajo a la derecha).

Para la industria aeroespacial, las nuevas funciones reducen el número de modelos necesarios para simular el comportamiento de delgados revestimientos de aeronaves y realizar cálculos de márgenes de seguridad con más rapidez que nunca. Además de las nuevas aplicaciones mejoradas para fuselajes, Simcenter permite a los ingenieros comprender mejor la dinámica de lanzamiento de cohetes simulando el chapoteo de líquidos en los depósitos de combustible.

Los aspectos que resaltan son:

• Nuevas plantillas de cálculo estándar a las herramientas de análisis del margen de seguridad de Simcenter 3D. Estas nuevas plantillas rellenan automáticamente todas las entradas basándose en un conjunto de reglas, de modo que el ingeniero solo tiene que seleccionar la geometría a la que desea aplicar el cálculo, eliminando la tradicional dependencia del desarrollo de scripts personalizados y los costes de mantenimiento asociados.
• Una nueva función del software Simcenter Nastran ayuda a los ingenieros trabajar con estructuras de fuselaje de piel fina que tienen un comportamiento de rigidez diferente en función del caso de carga; tensión (membrana) frente a compresión (cizalladura). En la actualidad, los expertos suelen crear varios modelos y propiedades para tener en cuenta las distintas condiciones de carga. El nuevo cuadrado de sólo tracción cambiará automáticamente del comportamiento de membrana al comportamiento de cizalladura, de modo que sólo se necesitará un modelo para representar la estructura del fuselaje, lo que reducirá el tiempo de preprocesamiento de la simulación hasta en un 80%.
• Aunque no se limita a las aplicaciones aeroespaciales y de cohetes, la dinámica de chapoteo del combustible líquido en los tanques de almacenamiento puede suponer un reto para los sistemas de guiado. En esta última versión de Simcenter Nastran, el nuevo modelo de fluido incompresible ayuda a predecir las frecuencias de chapoteo y los modos hidroelásticos. En otros sectores, también puede utilizarse para evaluar el chapoteo en tanques de carga, lastre o combustible de grandes buques, vehículos de automoción, vagones de ferrocarril y más.

Simcenter 3D Acústica La velocidad de solución para simulaciones aeroacústicas mejoró hasta un 60 % al dar a los elementos fuente órdenes de elementos que varían en frecuencia.

Simcenter 3D Acústica Ahora es posible modelar superficies rígidas y materiales porosos en una simulación de campo libre. Esto significa que los asientos y otras superficies absorbentes pueden modelarse como aire pesado o un material poroso real, mientras que el resto de la cabina se modela con elementos de fluido de aire normales.

Para el sector de la maquinaria industrial, el tiempo de actividad de los equipos es el factor principal, pero los fabricantes de este sector a menudo carecen de tiempo o recursos para probar físicamente sus máquinas hasta el límite. En este caso, Simcenter aporta nuevas capacidades que ayudan en la predicción de la durabilidad sin necesidad de conocimientos especializados.

Algunos de los aspectos más importantes para tener en cuenta:

• Simcenter 3D supera la necesidad de disponer de conjuntos de herramientas y conocimientos independientes para lograr una durabilidad adecuada al agilizar y automatizar el análisis de resistencia. Simcenter 3D puede calcular automáticamente los parámetros necesarios para cumplir las directrices de FKM estándar del sector. Esto significa que los ingenieros pueden realizar análisis de durabilidad directamente a partir de los resultados de sus análisis de tensiones, para permitir en última instancia que sus máquinas cumplan con los requisitos de funcionamiento.
• Los transformadores industriales de potencia necesitan cumplir estrictas normas de emisión de ruido y cualificar los modelos de EMAG-Acoustics para el desarrollo de transformadores. Simcenter 3D puede simular ahora los complejos efectos multidisciplinares de magnetostricción que causan el ruido de los transformadores con gran rapidez y precisión. Además, las fuerzas calculadas pueden utilizarse tanto para la evaluación del ruido como de las vibraciones, lo que permite simular el rendimiento electromagnético y acústico en un único entorno.
• Por último, las máquinas industriales suelen tener ejes giratorios que van a gran velocidad y también pueden vibrar. Los ingenieros utilizan la simulación de la dinámica del rotor y los diagramas de Campbell para comprender las frecuencias de vibración a distintas velocidades de funcionamiento, pero sólo son aplicables a sistemas lineales. Cuando se trabaja con sistemas de bujes no lineales, Simcenter 3D permite el cálculo de modos complejos durante una respuesta armónica no lineal para generar un diagrama de Campbell de modo que puedan evaluarse las velocidades críticas de un sistema no lineal, lo que proporciona un mayor nivel de comprensión de los componentes giratorios complejos.

Simcenter 3D Electromagnetics y Simcenter Magnet Ahora los ingenieros pueden simular los complejos efectos multidisciplinares de magnetostricción que causan el ruido de los transformadores. Además, pueden utilizar estas fuerzas directamente para la evaluación del ruido y las vibraciones sin salir de Simcenter 3D.

En el este blog puede obtenerse más información sobre las últimas actualizaciones de las soluciones mecánicas Simcenter y descubrir cómo las mejoras de simulación ayudan a agilizar los flujos de trabajo y aportar una mayor comprensión del rendimiento de los productos.