Introduzione

Quando si tratta di convalidare i progetti, SOLIDWORKS Simulation offre un ottimo punto di partenza per gli ingegneri. Tuttavia, man mano che i progetti diventano più complessi e le condizioni di carico più non lineari, la piattaforma 3DEXPERIENCE estende le capacità ben oltre i limiti del desktop. In questo blog, utilizzeremo una dimostrazione semplice ma efficace, una simulazione di schiacciamento di una lattina, per evidenziare la perfetta integrazione SOLIDWORKS con 3DEXPERIENCE e perché questo è importante per l'analisi avanzata.

Dal CAD alla simulazione in un unico flusso

Iniziamo in SOLIDWORKS con un semplice assemblaggio: una lattina posizionata tra due piastre rigide. Con pochi clic, è possibile salvare questo modello direttamente sulla piattaforma, mantenendo la piena associatività con il progetto CAD. La piattaforma trasferisce la geometria, i materiali e l'intento progettuale in modo fluido, senza richiedere traduzioni o rielaborazioni dei file.

Immagine 1: modello SOLIDWORKS di schiacciamento della lattina

Immagine 2: Modello all'interno della piattaforma 3DEXPERIENCE

Definizione di guscio con spessore variabile

Una delle integrazioni più potenti è la possibilità di definire elementi shell con spessore variabile direttamente dal modello SOLIDWORKS . La sottile parete in alluminio della lattina è ideale per la modellazione di shell e i valori di spessore possono variare in base alla definizione CAD. Ciò evita l'inserimento manuale dei dati e garantisce una precisione che riflette il progetto stesso.

Immagine 3: Configurazione della shell con spessore variabile in 3DEXPERIENCE

Meshing avanzato con mattoni e quad

In 3DEXPERIENCE, gli strumenti di meshing vanno ben oltre quanto disponibile in SOLIDWORKS Simulation. Per lo schiacciamento della lattina, abbiamo sfruttato una mesh mista di elementi brick e quadrilateri per catturare sia la curvatura che il comportamento di collasso con elevata precisione. Le regole di meshing automatizzate accelerano la configurazione, mentre i controlli di qualità della mesh garantiscono l'affidabilità dei risultati.

Immagine 4: Modello mesh con elementi brick e quad

Contatto realistico e dinamiche esplicite

Le lattine non si rompono in base a ipotesi semplici e lineari. Si piegano, si accartocciano e si deformano in millisecondi. Per catturare questo fenomeno, la simulazione utilizza due funzionalità chiave. General Contact rileva automaticamente tutte le interazioni con l'attrito (in questo caso, un coefficiente di 0,2), eliminando la necessità di definire ogni contatto tra superfici. Il solutore Explicit Dynamics è progettato per eventi transitori altamente non lineari come impatti, collisioni o processi di formatura, rendendolo ideale per modellare il collasso improvviso di strutture a parete sottile come la nostra lattina.

Immagine 5: Physics Manager che mostra il contatto generale e il passaggio esplicito

Risultati perspicaci

I risultati parlano da soli. Man mano che la piastra superiore si abbassa, le pareti della lattina si deformano, ridistribuiscono le sollecitazioni e infine collassano. Analizzando lo spessore dello strato, la deformazione e la distribuzione delle sollecitazioni, gli ingegneri ottengono preziose informazioni sulle prestazioni strutturali reali.

Video: Collasso dinamico della lattina

Oltre la struttura: l'elettromagnetismo in azione

Per quanto potente sia la demo di "can-crush", è solo l'inizio. Con la 3DEXPERIENCE , possiamo anche risolvere problemi di elettromagnetismo e abbinarli alla meccanica strutturale. In un divertente progetto a cui ho lavorato con il mio collega Dr. Hassan CHREIM , abbiamo simulato una corrente che attraversava delle bobine generando una densità di forza così elevata da strappare fisicamente la lattina. Abbinando l'EMAG alla simulazione strutturale e applicando modelli di materiali avanzati, possiamo andare oltre la deformazione e catturare danni e lacerazioni. Considerate questo un assaggio di quanto lontano possa portarci la simulazione multifisica.

GIF: Campo magnetico

Perché è importante

Questo esempio evidenzia i punti di forza di 3DEXPERIENCE rispetto alla simulazione desktop. Offre la precisione necessaria per catturare il comportamento non lineare di instabilità, piegatura e contatto. La mesh automatizzata e il contatto generale riducono significativamente i tempi di configurazione, mentre le risorse di cloud computing offrono scalabilità per gestire modelli più grandi e dettagliati. Infine, la sua integrazione garantisce che shell, materiali e modifiche geometriche collegate al CAD fluiscano direttamente da SOLIDWORKS. Il risultato è che gli ingegneri dedicano meno tempo a combattere con il software e più tempo a prendere decisioni di progettazione affidabili e basate sulla simulazione.

Conclusione

La simulazione "can-crush" potrebbe essere una semplice demo, ma dimostra la vera potenza della simulazione 3DEXPERIENCE : integrazione perfetta con SOLIDWORKS, fisica avanzata come la dinamica esplicita e calcolo scalabile per le sfide progettuali di domani. E questo è solo l'inizio. Con la stessa piattaforma, è possibile esplorare l'elettromagnetismo per studiare come la corrente crea forze sufficientemente intense da rompere una lattina, oppure applicare la fluidodinamica computazionale (CFD) per valutare il flusso d'aria, il raffreddamento o gli effetti termici. Che si tratti di schiacciare lattine, spostare fluidi o simulare forze elettromagnetiche, la piattaforma consente di simulare la realtà con sicurezza.

Punti salienti e sfide per gli utenti SOLIDWORKS

Per un cliente SOLIDWORKS , la transizione è naturale. Le definizioni degli shell rimangono legate al modello CAD e anche configurazioni complesse, come lo spessore variabile, vengono acquisite automaticamente. Una volta all'interno della piattaforma, solutori avanzati, tra cui dinamica esplicita, contatto generale, elettromagnetismo e CFD, consentono simulazioni che vanno oltre le ipotesi lineari. Il meshing avanzato con mattoni e quadrilateri garantisce precisione, anche per casi di collasso altamente non lineari, come la dimostrazione di schiacciamento della lattina.

Come per ogni avanzamento di capacità, è necessario un periodo di adattamento per passare dalla familiare interfaccia SOLIDWORKS Simulation al più ampio ambiente 3DEXPERIENCE . I clienti che iniziano con rapidi studi statici scopriranno che la piattaforma introduce nuovi strumenti e flussi di lavoro che ampliano le possibilità. Un po' di formazione aiuta a sfruttarne appieno il potenziale. Grazie alla connessione al cloud e all'offerta tramite licenze in abbonamento flessibili, le aziende ottengono scalabilità e budget prevedibili. Per la maggior parte degli utenti, la transizione è una progressione naturale verso una maggiore precisione, una migliore collaborazione e un ambiente di simulazione multifisica pronto per il futuro.

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Dr. Omar Zohni

Direttore tecnico senior presso Dassault Systèmes

Dr. Omar Zohni è Senior Technical Manager presso Dassault Systèmes con oltre 7 anni di esperienza. Collabora con i team commerciali e tecnici globali per ottimizzare il posizionamento e l'utilizzo degli strumenti di simulazione SOLIDWORKS in tutto il mondo.

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