Periodico bimestrale
Anno XIX, numero 87
Lug./Ago. 2018
ISSN 1128-3874

Marc 2018 aumenta l’efficacia e la qualità nella simulazione degli elastomeri e altri processi di produzione

N. 87 – Lug./Ago. 2018

MSC Software Corporation, leader globale nell’ambito del software per la simulazione, ha annunciato la nuova release di Marc 2018 che introduce notevoli miglioramenti nella simulazione dei processi di produzione in particolare nel settore della gomma e delle guarnizioni.
Non solo, la nuova versione porta dei notevoli progressi nelle analisi di contatto, simulazione multifisica, controllo della convergenza e miglioramento dei solutori il tutto nell’ottica di una maggiore efficenza e qualità.

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Miglioramenti nei flussi di lavoro della gomma e delle guarnizioni  

L’industria automobilistica spinge i progettisti verso progetti innovativi che forniscano livelli più alti di sicurezza e di confort per i passeggeri. Nell’industria automobilistica i materiali in gomma viscoelastica vengono utilizzati come ammoritizzatori con l’obiettivo di ridurre l’effetto causato dalle vibrazioni nei diversi tipi di vettura. La progettazione è relativamente semplice finché si considera il comportamento base di questi materiali sotto carico statico. Tuttavia, quando si ha a che fare con le condizioni reali, diventa necessario per gli ingegneri espandere i confini della simulazione oltre alle proprietà meccaniche, considerando anche gli effetti termici e viscoelastici degli elastomeri. Sotto condizioni di carico ciclico, l’energia dissipata da questo materiale viene trasformata in calore. Il risultato è un incremento nella temperatura che potrebbe portare al degrado delle proprietà fisiche degli elastomeri. Marc 2018 fornisce tecniche di simulazione accoppiate per il calcolo delle temperature e studia il riscaldamento dei materiali viscoelastici sotto scenari di carichi dinamici ciclici. Tale processo facilita la cattura dell’interazione degli effetti termici ed armonici. Questo consente ai progettisti di contenere i costi operativi del progetto poiché in grado di prevedere le eventuali criticità che potrebbero sollevarsi per via della degradazione del materiale. Oltre all’applicazione nell’industria automobilistica, l’utilizzo di materiali in gomma è molto diffuso in altri settori industriali: oil & gas, heavy machinery, etc. Per anni i progettisti sono stati testimoni dei notevoli cambiamenti delle proprietà meccaniche di questi materiali. L’  “Effetto Mullins” causa una degradazione severa delle proprietà dei materiali ed ha un impatto significativo nella performance operativa delle gomme viscoelastiche. Marc 2018 introduce un modello di danneggiamento per la simulazione del danno chiamato Ogden-Roxburgh che fornisce ai progettisti un metodo efficiente e preciso per predire il processo di degradazione per materiali soggetti ad un carico ciclico.

Miglioramenti nell’analisi di contatto

Creare una tabella per l’analisi di contatto in modelli che hanno molte parti e molti componenti può essere dispendioso e può incrementare il rischio di errori. Marc e Mentat 2018, l’interfaccia utente di Marc, propongono un metodo automatico di rilevamento del contatto che consente agli ingegneri di generare velocemente –oppure di modificare- tabelle di contatto in base alla distanza di contatto. Questa potente capacità incrementa significativamente la produttività e al contempo consente di adattare il modello riducendo ampiamente le ore di lavoro. Nella stessa direzione, Marc 2018 consente l’utilizzo di superfici STL direttamente nell’analisi di contatto. STL è un formato CAD che descrive la superficie di un oggetto 3D utilizzando solamente geometrie di forma triangolari. Il nuovo metodo incrementa la qualità delle superfici rigide di contatto introducendo algoritmi di smooth.

Estensione delle capacità multifisiche

L’utilizzo diffuso della simulazione nella industria manifatturiera consente agli utenti di aumentare le prestazioni riducendo in modo significativo i costi ed i ritardi associati ai test di tipo fisico. Il processo di riscaldamento a induzione non è di certo l’eccezione. I principi fisici presenti in questo campo sono complessi e richiedono delle analisi FEA accoppiate per esaminare l’interazione delle temperature, dello stress e delle proprietà elettromagnetiche dei materiali. Durante i calcoli sia la struttura sia l’ambiente circostante devono essere inclusi nell’analisi agli elementi finiti in un modello 3D. La possibilità di sfruttare la simmetria può ridurre ampiamente le dimensioni del modello e consentire agli utenti di eseguire delle analisi più dettagliate in tempi più ridotti. Marc 2018, come software multidisciplinare, fa dei notevoli passi avanti in materia di simulazione multifisica particolarmente sulle condizioni al contorno simmetriche e anti simmetriche.
Esempi di applicazioni includono l’ottimizzazione della dentatura degli ingranaggi attraverso il processo di riscaldamento a induzione.

Controlli di convergenza localizzati

Con più di 40 anni di comprovato successo nell’industria, Marc offre numerosi vantaggi, specialmente per simulazioni avanzate che richiedono molteplici iterazioni. Marc 2018 possiede un nuovo controllo della convergenza che verifica l’equilibrio su ogni nodo. Le forze interne agli elementi, contatto e carichi esterni, sono monitorati per ogni nodo e confrontati con una tolleranza definita per la convergenza: epsilon. Questo nuovo criterio di convergenza è stato implementato per ridurre gli errori numerici e rendere i risultati più precisi. L’utilizzo di Marc 2018 consente di predire il comportamento degli elastomeri nel mondo reale, di analizzare più facilmente complessi assemblaggi e di rilevare problemi di riscaldamento a induzione in un ambiente più completo ed efficiente.

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