La simulazione è diventata un componente centrale dello sviluppo dei prodotti. Completando le simulazioni in una fase iniziale e frequente del processo di sviluppo, le aziende possono iterare e ottimizzare senza investire in costosi prototipi. I metodi di simulazione tradizionali richiedono tempi lunghi e offrono applicazioni limitate; tuttavia, le soluzioni moderne eliminano questo problema grazie alla simulazione in tempo reale che si aggiorna in base alle modifiche apportate al prodotto. Ecco una rapida rassegna delle analisi di simulazione avanzate che dovrebbero essere completate durante lo sviluppo del prodotto.
Tre tipi di analisi di simulazione
Analisi dinamica
L’analisi dinamica serve a capire come funzionerà un prodotto con carichi che cambiano in funzione del tempo o della frequenza. Esistono tre tipi di analisi dinamica:
- Tempo dinamico: È il momento in cui un carico cambia nel tempo attraverso le sollecitazioni, gli spostamenti o altre misure.
- Frequenza dinamica: Per le macchine che oscillano o ruotano, è necessario completare l’analisi per capire come i carichi vengono applicati e rimossi in un determinato periodo di tempo (definito come periodo). La frequenza viene calcolata dividendo uno per il periodo.
- Vibrazioni casuali: Esistono molti ambienti in cui i prodotti possono subire urti o rimbalzi ed è possibile misurare la quantità di rimbalzi che probabilmente si verificheranno in determinati ambienti operativi. Gli analisti utilizzano queste informazioni per calcolare una densità spettrale di potenza (PSD) o per creare un grafico che è una densità spettrale di accelerazione (ASD). Questo rappresenta la probabilità degli urti (accelerazioni) subiti in funzione della frequenza. Queste probabilità sono utilizzate come input per l’analisi delle vibrazioni casuali per capire come un prodotto può sopravvivere in determinati ambienti.
Ad esempio, l’analisi dinamica del tempo potrebbe essere completata su un veicolo sommergibile per capire come cambia la pressione idrostatica nel tempo mentre il veicolo scende in acque più profonde.
Analisi di buckling
Il buckling è una particolare modalità di rottura che può verificarsi quando un materiale sottile è sottoposto a una certa compressione. L’analisi di buckling viene spesso eseguita per i componenti strutturali di case e lamiere per determinare:
- Fattore di carico di buckling che viene moltiplicato per il carico statico per ottenere il carico critico al quale l’oggetto diventa instabile.
- Forma del modo di buckling che indica come e dove è probabile che l’oggetto si muova al carico critico.
Analisi del meccanismo
L’analisi dei meccanismi viene eseguita su macchine che hanno componenti in movimento. La simulazione viene utilizzata per capire come le parti in movimento, quali camme, ingranaggi, cinghie, pulegge e così via, possano muoversi in vari modi (traslazione, rotazione o una combinazione) e come queste funzioni funzionino in condizioni reali. L’analisi dei meccanismi è spesso suddivisa in due componenti:
- Cinematica è lo studio del movimento, considerando la posizione, la velocità e/o l’accelerazione dei componenti in movimento.
- Dinamica è lo studio delle forze. Oltre alle misure cinematiche, si possono misurare anche le forze e le reazioni all’interno di un componente del meccanismo, che possono poi essere utilizzate come input di carico in altre analisi strutturali.
Ad esempio, questo tipo di analisi comprende la comprensione del modo in cui un componente spinge un altro nella parte successiva di una sequenza, come il sistema di frenatura di un’automobile che muove le pastiglie dei freni insieme per rallentare le ruote usando l’attrito.
Siete pronti a implementare l’analisi di simulazione avanzata?
Sfruttare la potenza dell’analisi di simulazione nella progettazione aiuta a garantire che i prodotti funzionino come previsto. Sfruttando l’analisi dinamica per prevedere i comportamenti basati sul tempo e sulla frequenza, l’analisi dei meccanismi per comprendere l’interazione delle parti in movimento e l’analisi del buckling per prevenire crolli catastrofici, gli ingegneri possono prevedere e pianificare gli scenari reali che i loro prodotti dovranno affrontare.