Introduzione a Simcenter 3D
In collaborazione con Tech-Value
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Ing. Francesco Palloni
SmartCAE
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Descrizione Webinar
La sfida odierna per le aziende manufatturiere è quella di riuscire prosperare in un mercato sempre più esigente, complesso e competitivo. La simulazione al calcolatore si rivela uno strumento indispensabile per incrementare la competitività in quanto:
- Favorisce l’innovazione del prodotto
- Consente l’accorciamento del time-to-market
- Permette l’abbattimento dei costi di sviluppo e prototipazione attraverso un approccio più predittivo e snello basato sul Digital Twin
Simcenter 3D è la piattaforma di simulazione multi-disciplinare di Siemens che mette a disposizione delle aziende una gamma completa di strumenti per la costruzione del “gemello digitale” del prodotto, per prevederne le prestazioni fin dalle fasi iniziali dello sviluppo e per l’intero ciclo di vita.
In questo seminario parleremo dei benefici tecnici ed economici della simulazione applicata alla progettazione del prodotto, attraverso una serie di esempi applicativi.
Simcenter 3D è un software, è una piattaforma di analisi multidisciplinare che permette di simulare tutti i fenomeni fisici legati al funzionamento del prodotto. Di fatto Simcenter 3D permette di realizzare quello che in gergo è un termine che va parecchio di moda in questo periodo, permette di creare il digital twin ovvero il gemello digitale del prodotto che può essere testato, verificato e validato sotto tutti i suoi aspetti di funzionamento però in ambiente virtuale.
Rispetto agli altri software di analisi che sono presenti sul mercato, strumenti tradizionali, Simcenter si distingue per tre aspetti fondamentali.
- Strumenti di modellazione geometrica al top della categoria
È uno strumento che ha delle caratteristiche uniche per quanto riguarda l’associazione tra il modello agli elementi finiti, il modello fluidodinamico, in ogni caso il modello analitico su cui si fa la simulazione con la geometria CAD. In questa maniera si riesce a velocizzare il processo di modellazione e a mantenere il modello CAE sempre sincronizzato con l’evoluzione del progetto e questo si traduce in iterazioni di progetto molto più veloci. - Simulazioni multidisciplinari
Permette agli ingegneri di prevedere le prestazioni del prodotto nel mondo reale, simulando tutti gli aspetti fisici del prodotto quindi si parla di calcolo strutturale, dinamica delle vibrazioni, fatica, compositi, analisi termica e fluidodinamica, movimento, l’acustica e anche altre discipline come le tecnologie di produzione additiva.
Il punto di forza di Simcenter 3D è che tutte queste discipline vengono offerte all’utilizzatore in un ambiente unificato e scalabile, questo significa che esiste un’unica interfaccia e che viene utilizzata di volta in volta per le varie discipline. Questo permette quindi di ridurre i costi di apprendimento e fornisce anche un ambiente di lavoro comune nel quale consolidare il know how aziendale e permette di dialogare in maniera molto agevole tra progettisti e analisti. - Ambiente aperto
Simcenter è basato su il motore geometrico del CAD NX, quindi essendo un prodotto Siemens usa tecnologia Siemens per funzionare, ma di fatto è aperto verso qualsiasi CAD, come Creo, Catia, Solid Works o Inventor. Per cui da qualsiasi ambiente CAD è possibile entrare dentro Simcenter e creare il modello, ma mi permette anche di pilotare solutori agli elementi finiti diversi dai prodotti Siemens, per cui io posso usare Simcenter 3D in sinergia con i solutori Ansys e Abaqus e non solo con il Nastran di Siemens o MSC Nastran. Questa apertura è non soltanto lato software, interfaccia da e per verso altri sistemi, ma anche da e per altre funzioni all’interno dell’azienda. Essendo uno strumento basato su un motore CAD facilita lo scambio di informazioni e l’interazione tra chi tipicamente si occupa della progettazione e che storicamente segue la fase di simulazione e verifica del prodotto.
Allora tipicamente quando si parla di simulazione multifisica si ha a che fare con prodotti che devono essere verificati e devono essere in qualche maniera testati sotto l’azione di varie condizioni di funzionamento.
Usare software differenti che scambiano i dati l’uno con l’altro spesso e volentieri è un processo laborioso, ma che soprattutto può essere soggetto a errori di importazione, di esportazione, di accoppiamento tra i vari software. Simcenter 3D mi da la possibilità di avere un unico ambiente nel quale vado a schematizzare l’aspetto strutturale, l’aspetto del meccanismo, quindi con l’analisi delle sospensioni, i vari modelli termici e acustici, in un ambiente unificato che mi permette rapidamente e facilmente di passare i dati tra una disciplina e l’altra usando dei workflow veramente semplici da mettere in piedi.
Di fatto è una piattaforma che mi permette di avere un unico modello, comune tra tutte queste discipline con le quali posso realmente realizzare un digital twin del prodotto. Il sistema è come dicevamo aperto, mi permette di gestire tutti gli aspetti simulativi del prodotto, è aperto verso anche altre discipline sempre sviluppate da Siemens o da prodotti da soluzioni di altri fornitori, come ad esempio la simulazione 1D, per quanto riguarda la simulazione dei sistemi di controllo o eventualmente si può accoppiare la simulazione strutturale di Simcenter con ad esempio calcoli fluidodinamici realizzati con Fluent, giusto per citare un prodotto della concorrenza.
Per fare una simulazione multifisica si devono acquistare tutti i moduli?
Simcenter 3D può essere offerto con varie formule di licenza ovviamente è possibile acquistare i singoli moduli dei singoli solutori in base alle esigenze dell’utilizzatore, ma soprattutto è disponibile con le licenze di tipo token. La licenza token di fatto mi permette di installare e utilizzare su Simcenter 3D tutti i moduli, tutti i solutori, questo mi da, ovviamente li posso utilizzare uno alla volta e ho delle limitazioni in base al numero di token che io vado ad acquistare però in questa maniera mi permetti di abilitare tutte le fisiche di poter gestire quindi tutti gli aspetti, strutturale magari, termico, fluidodinamico o durability del prodotto contenendo il budget perché tendenzialmente l’uso, i token se io dovessi prendere diciamo i singoli moduli e li comprassi tutti quanti spenderei molto di più che non comprare un pacchetto di token, per cui è possibile diciamo, non è indispensabile acquistare tutti i moduli, ma è possibile avere tutte le discipline usando questa formula particolare dei token.
Se io utilizzo già un altro software FEM e ho uno storico di modelli, posso usarlo con Simcenter 3D?
Allora la risposta è si, dentro Simcenter 3D io posso, come dicevo, non solo usarlo come pre processore per partendo dal CAD arrivare al modello agli elementi finiti, ma posso importare un modello agli elementi finiti e manipolarlo. Per cui da una parte posso usare delle mesh di componenti “storici” delle librerie per le mie analisi, posso mescolare questi componenti all’interno di modelli, in parte realizzati dentro Simcenter 3D in parte importati dall’esterno, per cui dentro Simcenter c’è la massima flessibilità nel senso il bello dell’ambiente è proprio che è aperto e permette di adattarsi in maniera molto flessibile a qualsiasi tipo di workflow. È chiaro è un programma ci sono magari delle limitazioni da vedere da caso a caso, però in generale l’impostazione del programma è quello di cercare di adattare Simcenter al flusso di lavoro del cliente e non forzare il cliente, l’utilizzatore ad adattarsi al flusso di lavoro di Simcenter. Questo è un po’ uno dei paradigmi dello sviluppo del programma.