Баннер Trifecta, на котором изображен ноутбук с моделью конечно-элементного анализа

Анализ методом конечных элементов (FEA) | Метод конечных элементов (FEM) и моделирование

Каждая модель по методу конечных элементов нуждается в калиброванной модели для каждого материала, который необходимо моделировать. Команда технической поддержки 3M ответит на ваши вопросы по моделированию и симуляции.

запросить карту данных материала

Метод конечных элементов: разработка моделей когезионных зон для клеев и лент 3M™

  • Человек, сидящий за столом
    Что такое анализ методом конечных элементов?
    • Метод конечных элементов — это инструмент, который инженеры используют при разработке продуктов во всех отраслях. Инженер создает трехмерную визуализацию соединения с помощью программного обеспечения конечных элементов и определяет материал для каждого элемента.

      В целях выполнения моделирования для прогнозирования производительности трехмерная модель должна определять геометрию деталей, их отношение друг к другу и свойства материалов. Эти свойства хорошо определены для металлов, пластиков и других стандартных конструкционных материалов.

      СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ


  • Анализ методом конечных элементов для оценки адгезионных связей в железнодорожном подвижном составе

    В отличие от металлов активируемые давлением клеи являются вязкоупругими, и их свойства чувствительны к частоте колебаний и температуре. Поэтому для них требуется расширенное тестирование, которое позволит собрать данные, описывающие механический отклик при различных нагрузках, температурах, геометрии и т. д.

    Компания 3M имеет уникальные возможности для определения характеристик этих материалов, чувствительных к частоте и температуре, и предоставления этих характеристик в формате, совместимом с различными программами моделирования методом конечных элементов. Эти модели материалов можно использовать для прогнозирования механического поведения при анализе методом конечных элементов.
    Обычные механические свойства, такие как модуль Юнга и коэффициент Пуассона, даже если они получены при соответствующих скоростях и температурах, не отражают точно поведение активируемых давлением клеев. Поэтому компания 3M разработала карты данных материалов (MDC), которые описывают обычные материалы 3M в готовом к использованию формате для многочисленных коммерчески доступных программных приложений для анализа методом конечных элементов.

    В настоящее время для любого активируемого давлением клея 3M мы можем предложить карту MDC, которая будет совместима с Abaqus, ANSYS MAPDL, ANSYS Workbench и LS Dyna.


Фиолетовый баннер с рисунком поезда

Вебинар по анализу методом конечных элементов

Вебинар 3M для поставщиков решений в железнодорожной отрасли.

От экспериментального описания к компьютерному моделированию и симуляции

ЗАРЕГИСТРИРУЙТЕСЬ, ЧТОБЫ ПОСМОТРЕТЬ ЭТОТ ВЕБИНАР
  • Метод конечных элементов: предварительный анализ усталости и прочности

    Часто сложные инженерные задачи не могут быть решены с помощью аналитики, в то время как тесты реальных компонентов обычно требуют больших затрат времени и средств или просто слишком сложны в реализации. Особенно это касается оценки структурной целостности целых грузовых и пассажирских вагонов или их крупных подкомпонентов.

    Однако благодаря развитию компьютерных технологий методы численного моделирования, такие как метод конечных элементов (FEM), могут применяться для примерного решения технических проблем. Метод конечных элементов — это наиболее широко используемый численный метод для решения уравнений в частных производных, связанных с инженерными проблемами, которые иначе было бы невозможно решить. FEM подразделяет большую систему на более мелкие и простые части, которые называются конечными элементами. Изучение или анализ явления с помощью метода конечных элементов часто называют анализом методом конечных элементов (FEA).

    Сегодня анализ методом конечных элементов  — это хорошо зарекомендовавший себя и важный инструмент анализа технических вычислений во многих дисциплинах, который используется как в компании 3M, так и за ее пределами. Используя метод конечных элементов с учетом соответствующих упрощений и допущений, даже чрезвычайно сложные конструкции, такие как железнодорожные транспортные средства, можно оценить на предмет их структурных характеристик, целостности и ударопрочности в соответствии с требованиями отраслевых стандартов DIN EN 12633 (Конструктивные требования к кузовам железнодорожного подвижного состава) и DIN EN 15227 (Требования к ударопрочности кузовов железнодорожного подвижного состава). Другим важным отраслевым стандартом, который специально посвящен клеевому соединению железнодорожного подвижного состава и его компонентов, является DIN 6701, см. [1]. Он состоит из четырех частей. Третья часть, DIN 6701-3, посвящена конкретно руководящим указаниям по конструкции, проектированию и оценке клеевых соединений на железнодорожном подвижном составе.

    Требуется оценка прочности клея, которую можно выполнить с помощью анализа методом конечных элементов. В более общем смысле это является также частью нового стандарта DIN 2304-1, см. [2], который не ограничивается железнодорожной отраслью. Все это является ключом к дальнейшему внедрению технологий склеивания в железнодорожной отрасли и способствует созданию облегченных конструкций из различных материалов, что являлось предметом исследований в проекте ULWAK, в котором принимала участия компания 3M, см. [3].

    С точки зрения вычислительной эффективности можно выполнить оценку адгезионной прочности для толстых (то есть более 1,5 мм) резиноподобных эластичных соединений. Однако практически невозможно одновременно выполнить оценку адгезионной прочности для тонких (т.е. менее 1,0 мм) соединительных слоев с приемлемым разрешением элементов по толщине соединения из-за огромных различий в размерах компонентов железнодорожного вагона и толщине соединения. Одна из проблем — перенос нагрузок и граничных условий со всей системы на меньшую подсистему.


Зеленый баннер с передней стороной обложки технического документа

Технический документ по анализу методом конечных элементов

Нажмите ниже, чтобы загрузить наш технический документ по анализу методом конечных элементов Технический документ разделен на 6 ключевых областей: введение, разбивка модели, моделирование континуума, моделирование зоны когезии, проверка модели и заключение.

СКАЧАТЬ ТЕХНИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ ПО FEA (PDF, 935 КБ)
  • Определение подходящей модели материала

    Другой проблемой является определение подходящей модели материала для клея. Чтобы получить надежные результаты с помощью анализа методом конечных элементов, крайне важно иметь точные модели для всех материалов, задействованных в задаче. Такие модели материалов, иногда называемые картами данных материалов, описывают механическое поведение реального материала и, в идеале, фиксируют основное физическое воздействие, выявленное в результате соответствующих испытаний и определения характеристик материалов.

    Каждая модель по методу конечных элементов нуждается в калиброванной модели для каждого материала, который необходимо моделировать. Для определения необходимых параметров материала можно использовать разные методы. Все эти методы требуют данных экспериментальных испытаний и выбора подходящей модели материала. Затем следует процедура определения параметров модели на основе экспериментальных данных, то есть калибровка, проверка и подтверждение модели относительно экспериментальных данных. Подтверждение может быть выполнено на основе испытания на Т-отслаивание или испытания на сдвиг за один проход. По завершении модель хорошо работает при принятых допущениях.

    Глобальная группа технической поддержки 3M готова ответить на ваши вопросы по определению характеристик и моделированию с использованием клея. Мы разработали современные возможности тестирования и моделирования для структурных клеев и клеев, активируемых давлением, которые позволяют нам моделировать и прогнозировать эффективность, повреждения, отказы, влияние на гашение вибрации (NVH) для снижения шума колес (см. [4]) и многих других вариантов применения.


Оранжевый баннер регистрации на вебинары

Зарегистрироваться на вебинары

Нажмите кнопку ниже, чтобы зарегистрироваться на наши вебинары по решениям, относящимся к железнодорожной отрасли.

  • Новые отраслевые стандарты и технологии
  • Новые конструктивные решения для железнодорожной отрасли
  • Познакомьтесь с экспертами, работающими в команде 3M по железнодорожной отрасли
ЗАРЕГИСТРИРУЙТЕСЬ НА ВЕБИНАРЫ 3M, ПОСВЯЩЕННЫЕ РЕШЕНИЯМ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ОТРАСЛИ
Свяжитесь с нами

Мы ответим на ваш запрос по электронной почте в течение 24–48 рабочих часов.

Если у вас есть вопросы о проблемах проектирования железных дорог, продуктах, испытаниях, ценах, образцах, дистрибьюторах или о чем-либо еще, наша команда готова на них ответить. Свяжитесь с нами.

  • Благодарим Вас за запрос в компанию 3M. Информация, предоставленная Вами в этой форме, будет использована для ответа на Ваш запрос по электронной почте или телефону представителем компании 3M или одним из наших авторизованных бизнес-партнеров, которым мы можем передавать Ваши персональные данные согласно политике конфиденциальности 3M

  • Все поля обязательны для заполнения, если не указано обратное

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  • 3M takes your privacy seriously. 3M and its authorized third parties will use the information you provided in accordance with our Privacy Policy to send you communications which may include promotions, product information and service offers. Please be aware that this information may be stored on a server located in the U.S. If you do not consent to this use of your personal information, please do not use this system.

  • Отправить Отправить

Спасибо за ваше обращение.

Один из наших экспертов по ж/д транспорту свяжется с вами в ближайшее время.

Приносим извинения.

Во время отправки произошла ошибка. Повторите попытку позже