Analisi e Simulazioni FEM statiche, non-lineari, dinamiche, d’impatto e Crash Test
Il tuo partner esperto nella simulazione FEM e CFD
Analisi FEM statiche e simulazioni dinamiche per lo sviluppo di prodotti di successo per la cura e protezione di persone e prodotti.
Consulenza tecnica affiancata dalla proposta di soluzioni innovative per raggiungere uno sviluppo ottimizzato ed efficiente dei vostri prodotti.
Riduzione dei costi per prodotti di alta qualità
Integrando la simulazione nell’intero processo di sviluppo di un prodotto, dal primo schizzo alla realizzazione finale, mettiamo la nostra competenza ed esperienza al servizio dei nostri clienti.
Le Analisi e Simulazioni FEM permettono un abbattimento di costi, risorse e tempo, riducendo il time to market per prodotti di alta qualità.
Analisi e Simulazioni FEM: FEA Classica
- Urti e impatti
- Simulazione di contenimento
- Convalida e corrispondenza delle prove
- Modellazione delle caratteristiche dei materiali
- Automotive
- Ingegneria di macchine e impianti
- Sistemi e strutture a carico statico
- Sistemi e strutture a carico dinamico
- Prove di caduta per beni di consumo / imballaggi
- Analisi multifisiche
Simulazione Statica e dinamica
La FEA classica (analisi agli elementi finiti), cioè il calcolo che applica il metodo degli elementi finiti, è impiegata principalmente per il calcolo della resistenza e si occupa di problemi statici e quasi statici.
Utilizzando l’approccio delle piccole deformazioni con formulazioni di materiali e contatti per lo più lineari, la FEA determina le sollecitazioni e le deformazioni di strutture o componenti di macchine dovute a carichi statici o dinamici.
Queste analisi consentono una progettazione costruttiva mirata e l’ottimizzazione di strutture, componenti e prodotti.
Le analisi di statica e dinamica utilizzano generalmente codici di simulazione impliciti. Tuttavia, i metodi espliciti offrono vantaggi anche in alcuni casi di sfide statiche e dinamiche.
Crash Test e dinamiche di breve durata
Le simulazioni esplicite, come quelle utilizzate nei crash test, si basano sul metodo degli elementi finiti e sono focalizzate su processi altamente transitori e dinamici.
Questi scenari di dinamica a breve termine si verificano, ad esempio, durante incidenti o guasti meccanici.
La simulazione di crash permette di analizzare dettagliatamente cause ed effetti di queste complesse sequenze.
La forza della simulazione esplicita risiede nella gestione di situazioni in cui i fenomeni in esame presentano forti non linearità.
Ricorrere a risolutori espliciti consente infatti di rappresentare nelle simulazioni sistemi multicomponenti che interagiscono tramite articolate configurazioni di contatto.
Catturando anche gli effetti altamente non lineari derivanti dalle proprietà dei materiali, la simulazione esplicita può rappresentare agevolmente caratteristiche meccaniche quali la plasticità, il danneggiamento, l’incrudimento dinamico, la triassialità e la dipendenza dalla temperatura o dalla velocità di deformazione.
Anche in presenza di elevata non linearità in problemi quasi statici, la simulazione esplicita può essere preferibile rispetto a quella implicita.
Esempi tipici dell’uso di simulazioni esplicite includono i test di caduta e i processi di formatura. Nella pratica di calcoli e simulazioni, affidiamo il nostro lavoro ad Ansys LS-Dyna.
La lunga esperienza con questo software ci consente di soddisfare le esigenze dei nostri clienti in modo efficiente, offrendo un servizio di alta qualità basato su una competenza consolidata nel campo.
Analisi e Simulazioni FEM: Materiali
Poiché offriamo simulazioni per una vasta gamma di prodotti e componenti, utilizziamo una varietà altrettanto ampia di materiali.
Per tutti questi materiali, che siano metalli, plastiche o altro, vale una regola fondamentale: una definizione accurata e dettagliata delle proprietà meccaniche è essenziale per ottenere calcoli e simulazioni efficaci e affidabili.
Ad esempio, quando l’indagine prevede elevate deformazioni, oltre al tipico campo elastico, una descrizione approfondita del materiale deve includere il comportamento di deformazione plastica non lineare fino al comportamento di rottura.
Svolgendo analisi agli elementi finiti, una qualità elevata nella definizione dei materiali è di fondamentale importanza. Un aspetto cruciale di questo processo è la creazione di schede di materiale, basate su test su campioni e componenti, e la verifica di queste schede.
La definizione del materiale deve descrivere il suo comportamento di deformazione lineare e non lineare, nonché il suo comportamento di danneggiamento, incluse grandi deformazioni, cricche e rotture.
I nostri servizi nell’area dei materiali:
- Creazione di schede di materiali per la simulazione esplicita
- Applicazione delle definizioni di materiale appropriate al carico
- Verifica della definizione del materiale / confronto delle proprietà del materiale
- Consulenza nella scelta di materiali adeguati al carico e all’utilizzo
- Ottimizzazione dell’uso dei materiali
Per essere in grado di soddisfare le complesse esigenze di descrizione dei materiali è necessaria una competenza e una formazione continua.
Credendo fermamente nell’importanza dell’aggiornamento costante, partecipiamo regolarmente a seminari e congressi che si occupano della caratterizzazione di diversi materiali per rimanere al passo con lo stato dell’arte.
Analisi e Simulazioni FEM: Test validation
Per noi la simulazione non è né una competizione né un sostituto delle prove, ma un prezioso completamento. Lo sviluppo efficiente di un prodotto di alta qualità non può infatti prescindere dalla sua analisi nel mondo reale e virtuale.
Una simulazione efficace inizia sempre con la definizione accurata delle proprietà dei materiali, idealmente basata su test approfonditi su campioni e componenti.
Confrontare i risultati della simulazione con quelli dei test aumenta notevolmente la qualità e l’affidabilità del calcolo.
Applichiamo dunque la convalida dei test fin dall’inizio dei calcoli e delle simulazioni per ottenere una descrizione solida ed esaustiva del materiale per il prodotto in fase di sviluppo.
Ciò comprende prove su campioni in tensione, pressione, flessione e taglio che consentono una caratterizzazione statica e dinamica, nonché dipendente dalla temperatura.
Oltre a questi test sui campioni, possono essere necessarie prove su componenti e assemblaggi, ad esempio su viti, staffe e altre piccole strutture. Durante lo sviluppo del prodotto di un cliente, abbiamo spesso l’opportunità di confrontare le nostre simulazioni con i test. Questo confronto può portare a un importante miglioramento della validità e del potere predittivo, oppure confermare l’elevato livello di correlazione già raggiunto.
Entrambe le possibilità offrono un contributo prezioso per qualificare ulteriormente i modelli e le analisi agli elementi finiti. D’altra parte, la simulazione può essere anche impiegata in fase di pianificazione delle prove, aiutando a identificare i potenziali punti deboli di una struttura.
Grazie alla rappresentazione animata del processo, l’approccio computazionale facilita l’analisi dettagliata del sistema in esame, supportando una progettazione più mirata ed efficace.
La simulazione consente un esame completo dello scenario offrendo una comprensione più approfondita di causa ed effetto, di azione e reazione durante un processo di danneggiamento.
Noi e i nostri clienti traiamo vantaggio da questi risultati, perché spesso consentono una scelta più mirata di misure per il miglioramento e l’ottimizzazione.
I nostri servizi nei test e nella validazione:
- Supporto sperimentale presso centri di ricerca e laboratori di prova.
- Valutazione di corrispondenza e confronto tra test e simulazione.
- Ottimizzazione dei modelli di simulazione per quanto riguarda la loro validità.
Potenziali campi di applicazione dei calcoli FEM non hanno praticamente limiti. Questo comprende il settore dei beni di consumo e degli elettrodomestici. Inoltre, la simulazione offre soluzioni per compiti e problemi di ingegneria e costruzione di macchine e impianti in generale.
Con LS-Dyna possiamo integrare alle analisi meccaniche ulteriori fisiche per rappresentare fenomeni complessi come ad esempio le interazioni fluido-struttura o il moto particellare (DEM).