Numerické simulace prototypových zkoušek a výrobních procesů jsou dnes už samozřejmostí

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 17. únor 2009

Napsal Denisa Ranochová

Reálné testy ve virtuálním prostředí

Cílem počítačové simulace je převedení fyziky materiálu do digitálního modelu. Inženýři tak mohou provádět řadu dílčích zkoušek bez nutnosti vytvářet složité fyzické prototypy. S rozvojem výpočetní techniky a s rostoucí dokonalostí aplikačního softwaru je dnes možné využít výsledků jednoho programového souboru jako vstupu do dalších.

„Typickým příkladem propojení simulace výrobního procesu s prototypovými zkouškami je přenesení výsledků plošného tváření do crash testů. Vzájemným propojením jednotlivých simulací chceme v budoucnu dosáhnout tzv. virtuální vývojové laboratoře,“ uvedl Dr. Ing. Karel Luňáček, výkonný ředitel MECAS ESI, dceřiné společnosti ESI Group, předního světového dodavatelem nástrojů počítačové simulace v oblastech návrhu prototypu a výrobních procesů. „Přenesení materiálových parametrů pro tváření do digitálního modelu je relativně nová záležitost, v praxi se tyto systémy používají přibližně devět let,“ doplnil Karel Luňáček.

Dříve výhoda – dnes samozřejmost

Ač by se mohlo zdát, že hlavním měřítkem v rozhodování, zda software využívat či nikoliv, bude jeho cena, jsme relativně daleko od pravdy. Počítačová simulace je už pro řadu firem v současné době nutností a například dodavatelé do výrobních závodů automobilových koncernů se bez ní takřka neobejdou.

Na základě počítačové simulace technologických procesů lze verifikovat a optimalizovat svařovací procesy, optimalizovat postup svařování nebo simulovat porušení struktury v důsledku působení zbytkového pnutí po tepelném zpracování.

Software pro simulaci prototypových zkoušek dokáže reálným způsobem simulovat standardní i speciální nárazové zkoušky, mezi něž patří čelní náraz, boční náraz bariérou, boční náraz do sloupu, zadní náraz, popř. tzv. pojišťovací nárazy aj.

V oblasti pasivní bezpečnosti je možné pomocí řady modelů testovacích figurín simulovat standardní nárazové zkoušky včetně vyhodnocení bezpečnostních kritérií. Tato metodika je nedílnou součástí vývoje a verifikace soustavy airbagů a bezpečnostních pásů.

Pět hvězdiček pro virtuální simulace

Příkladem úspěšného využití simulačních softwarů v praxi je i v květnu loňského roku zveřejněná zpráva mezinárodní organizace Euro-NCAP.

Při nezávislých nárazových testech získala nová Škoda Superb pět hvězdiček v ochraně cestujících, tj. čelní náraz, boční náraz a náraz na kůl. Společnost Škoda Auto a.s. používá při vývoji nových modelů simulační softwary od roku 1996. Prvně je použila při vývoji první generace vozů Octavia. Od té doby jsou nedílnou součásti vývoje každého modelu značky Škoda.  

"Nový Superb byl vyvíjen s ohledem na maximální bezpečnost pasažérů, " potvrdil Ing. Miloš Šáfr, koordinátor oddělení  FEM výpočtů v technickém vývoji společnosti Škoda Auto a.s. "V dnešní době je nemyslitelné vyvíjet vůz bez použití sofistikovaných softwarových nástrojů, které nám umožňují detailně zkoumat průběh sledovaného děje a umožňují nalézt optimální konstrukci vozu ještě před samotným fyzickým crash testem," doplnil Šáfr.

Pomocí simulačního software lze také vyhodnotit akustické a vibrační vlastnosti vozu. Veškeré tyto výhody vedou k zvýšení bezpečnosti vozu, zefektivnění a zkrácení výrobního cyklu a v neposlední řadě k získání konkurenčních výhod.

Trainee program

Co je tedy nejčastější překážkou při implementaci počítačové simulace? Je to překvapivě nedostatek odborníků schopných pracovat a obsluhovat jednotlivé systémy.

„S tímto problémem jsme se setkávali poměrně často,“ uvedl Karel Luňáček. „Proto se před osmi lety ESI Group rozhodla zřídit v naší pobočce tzv. Trainee program, který slouží k vyškolení mladých inženýrů a absolventů doktorského studia v oblasti počítačových simulací. Účastníci Trainee programu absolvují v průběhu studia řadu stáží na pracovištích našich zákazníků, kde pomáhají s nasazením pokročilých technologií a zároveň získávají praktické zkušenosti. Po úspěšném zakončení dvouletého programu zaměřeného vždy na několik příbuzných oblastí počítačové simulace absolventi pracují ve firmách našich zákazníků nebo se podílejí přímo na vývoji softwaru u nás, případně v jiné pobočce společnosti ESI Group ve světě,“ doplnil Luňáček. Trainee program je ojedinělým a unikátním projektem ve střední Evropě, který značnou měrou přispívá k rozvoji počítačové simulace.