معرفی جامع همه محصولات شرکت ESI GROUP – بخش اول

محصولات شرکت ESI GROUP را در چهار دسته تقسیم بندی میکنیم: نرم افزارهای مربوط به شبیه سازی تصادف خودرو (Virtual Performance)، شبیه سازی فرآیندهای تولید (Virtual Manufacturing)، شبیه سازی عوامل محیطی (Virtual Environment) و نرم افزارهای یکپارچه سازی سیستمهای شبیه سازی (Simulation Systems Integration).

در بخش اول این مطلب به توضیح در مورد نرم افزارهای شبیه سازی تصادف و قابلیتها و کاربردهای آنها می پردازیم. در این بخش نرم افزارهای PAM-CRASH، PAM-SAFE، PAM-COMFORT، PAM-MEDYSA و PAM-SHOCK توضیح داده خواهد شد.

نرم افزارهای مربوط به شبیه سازی تصادف خودرو

PAM-CRASH:

هدف اصلی نرم افزار در تحقیقات، شبیه سازی مسائل در صنایع هسته ای و هوافضا بوده است. در ۳۰ می سال ۱۹۷۸ در اشتوتگارت، شرکت ESI GROUP برخورد یک جنگنده نظامی به تأسیسات هسته ای را شبیه سازی کرد. پس از آن با علاقه مند شدن سازندگان اتومبیل در آلمان و بررسی کدهای عددی مختلف سرانجام در سال ۱۹۸۷ شبیه سازی تصادف خودرو با ابعاد کامل توسط ESI GROUP انجام شد و نرم افزار PAM-CRASH نام گرفت. براساس روش المان محدود، نرم افزار می تواند هندسه های پیچیده را با المانهای تیر (beam)، پوسته (shell & membrane) و سالید (solid) مدل کند. نرم افزار انواع مواد خطی و غیرخطی، الاستیک، ویسکوپلاستیک، مواد فوم و مواد کامپوزیتی چندلایه را با در نظر گرفتن مدلهای شکست داراست.

شبیه سازی تصادف خودرو با نرم افزار PAM-CRASH

ورژن PAM-CRASH 2G در سال ۲۰۰۲ معرفی شد و بررسی اثرات فرآیندهای تولید ریخته گری، استمپینگ و فرآیندهای تولید مواد کامپوزیتی در روند طراحی را با ترکیب کردن شبیه سازی این فرآیندها در دیگر نرم افزارها با شبیه سازی تصادف، امکان پذیر نمود.

PAM-SAFE:

شبیه سازی ایمنی محیط داخل خودرو با PAM-SAFE

این یک نرم افزار صنعتی با کاربرد خاص است که برای شبیه سازی اثر سیستم نگهدارنده مانند کمربند ایمنی و کیسه هوا بر سرنشین خودرو استفاده میشود. اولین سیستم محافظ در یک خودرو، کمربند ایمنی است. با استفاده از PAM-SAFE Belt Generator می توان به دقت همه جوانب یک مکانیزم کمربند ایمنی کامل شامل اثر کمربند بر سرنشین، sliprings، retractors و pretensioners را مدل کرد.

از PAM-SAFE می توان برای شبیه سازی کیسه هوا بر اساس مدلهای دینامیکی گاز، مدلهای ساخت و شرایط خاص تماسی استفاده کرد. در این حالت می توان از ابزار Airbag Folder و دیگر ابزارهای پیش پردازش موجود در نرم افزار PAM-SAFE استفاده نمود. با ابزار Sim-Folder موجود در این نرم افزار می توان ترتیب تاشدن کیسه هوا را به دقت مدل کرد. همچنین الگوهای تاشدن زیادی در این ابزار وجود دارد.

روش (Finite Point Method (FPM ابزاری رایج و پیشرفته در مدلسازی اثرات دینامیک گازهاست که برای مدلسازی بازشدن کیسه هوا در نرم افزار PAM-SAFE استفاده می شود. برای بدست آوردن تقریبی اولیه از روش فشار یکنواخت (Uniform Pressure) استفاده میشود که روشی سریع است و بطور کامل با روش FPM هماهنگ می باشد.

همچنین در این نرم افزار آدمکهای مختلفی بصورت صلب مفصلی برای بررسی پارامتریک و بصورت المان محدود برای مباحث طراحی وجود دارد. در این آدمکها مکانیزمهای آسیب شامل شکست، کشش رباطهای مفصلی، فشارها و تنشهای داخلی وجود دارد.

نرم افزار PAM-CRASH و نرم افزار PAM-SAFE به طور کامل با یکدیگر یکپارچه شده اند بطوری که میتوان سازه کامل خودرو را در PAM-CRASH مدل کرد و سپس وارد PAM-SAFE نمود. در این حالت می توان بررسی نمود که اجزای داخلی خودرو مثل داشبورد در هنگام تصادف خودرو در برابر برخورد سرنشین چگونه رفتار خواهند کرد.

طراحی صندلی و سیستم راحتی خودرو با نرم افزار PAM-COMFORT

PAM-COMFORT:

ایمنی سرنشین، نیازهای جدید موجود در ساخت، کار بر روی طرز قرار گرفتن سرنشین، قابلیت انتقال نیروی صندلی و تحلیل حرارتی در طراحی صندلیهای جدید مورد توجه قرار گرفته اند. نرم افزار PAM-COMFORT با استفاده از یک نمونه دیجیتال از صندلی و سرنشین، جزئیات مربوط به طراحی و ساخت صندلی را پیش بینی میکند. نرم افزار خواص پیچیده مواد، تماس چندگانه و فرآیندهای وابسته به زمان را در شبیه سازی به حساب می آورد. پارامترهای فیزیکی ناشی از هر مرحله (موقعیتها، تغییرشکلها، تنشها و کرنشها) بصورت ورودی در مرحله بعدی استفاده میشود. مثلاً شبیه سازی فرآیند ساخت فوم، محل خط جوش و گیرافتادگی هوا را مشخص میکند و توزیع چگالی فوم می تواند بصورت ورودی در مرحله بعدی استفاده شود تا دقت نتایج بهبود یابد. نرم افزار PAM-COMFORT همه اجزای مربوط به راحتی سرنشین شامل فوم، کاور، پد، سیستم مهره کمر و اجزای تغییرشکل پذیر فریم را در بر میگیرد.

نرم افزار PAM-COMFORT از حلگرهای المان محدود (SMP/DMP) برای شبیه سازی فرآیند ساخت بالشتک (trimming)، فرآیند موقعیت دهی سرنشین و انتقال ارتعاشات خودرو به سرنشین، استفاده میکند.

نرم افزار PAM-OMFORT به طور کامل با نرم افزارهای PAM-CRASH و PAM-SAFE سازگار است و میتوان شرایط دقیق مربوط به صندلی و سرنشین را در شبیه سازی تصادف ایجاد کرد. در این نرم افزار آدمکهای مختلفی بصورت ربات و انسان (HPM1، HPM2، HRMD) از کودک تا بزرگسال جمعیتهای مختلف وجود دارد.

PAM-MEDYSA:

شبیه سازی سیستم محرکه خودرو با PAM-MEDYSA

در نوامبر سال ۲۰۰۳ شرکت ESI GROUP نرم افزار PAM-MEDYSA 2G را معرفی کرد که نرم افزار برای طراحی و تحلیل مکانیزمهای پیچیده بود. دانستن اجزای بحرانی یک سیستم مکانیکی و اینکه آنها در طول عمر خود چگونه رفتار میکنند از جمله نکات مهمی برای سازندگان است. مدیر تولید این نرم افزار درباره آن چنین می گوید:«PAM-MEDYSA به مهندسان در فهم عمکرد سیستم، پیدا کردن طراحی بهینه و انتخاب مناسبترین فرآیند تولید برای اجزای بحرانی کمک میکند»

با نرم افزار PAM-MEDYSA 2G بدون انجام تستهای فیزیکی زیاد، می توان دینامیک حرکت و خواص سازه ای یک سیستم مکانیکی مانند موتور، تایرها، شاسی، سیستم تعلیق و انتقال نیرو را تست کرد. این نرم افزار برای شبیه سازی رفتار پیچیده دینامیکی گذرا مناسب است که محدوده وسیعی از مکانیزمها را شامل میشود.

هنگام کنکاش در طراحی اجزا، مهندسان نیاز دارند که به سرعت عملکرد فیزیکی آن درون سیستم را تأیید و یا رد کنند. خواص سازه ای این اجزا با تکنولوژی المان محدود مدل میشود تا رفتار واقعی آن تعیین شود. بطور همزمان، دیگر قطعات سیستم با تکنولوژی سریع جسم صلب بررسی می گردند. این ترکیب تکنولوژیها بطور چشمگیری سرعت یکسان سازی طراحی را افزایش میدهد. برای بررسی رفتار یک جزء خاص، می توان مکانیزم را بطور موضعی انعطاف پذیر تعریف کرد تا زمان حل کاهش یابد. اثرات ساخت به مانند تنشهای پسماند یا اثرات سختکاری ناشی از عملیات حرارتی در فرآیند تولید پیشین را می توان بصورت شرایط اولیه برای شبیه سازی تنشهای دینامیک تعریف کرد. نرم افزار PAM-MEDYSA امکان انجام شبیه سازی های مختلف همزمان و استفاده از نتایج به عنوان شرایط بارگذاری برای تحلیل بعدی را میدهد.

قابلیتهای اصلی نرم افزار PAM-MEDYSA عبارت است از:

–         داشتن محیط گرافیکی برای کاهش زمان ساخت مدل

–         پشتیبانی از خواص خطی و غیرخطی

–         کوپل بودن با شبیه سازی فرآیندهای ساخت برای بهبود دقت مدل

–         الگوریتم برهمکنش تماسی سه بعدی یکنواخت که براساس تقریب خطی نیست و از درجه بالاتری می باشد تا نیاز به ریزکردن مش از بین برود، استقلال مش قطعات و انتقال شرایط بار بین قطعات

شبیه سازی ضربه و انفجار با PAM-SHOCK

PAM-SHOCK:

با نرم افزار PAM-SHOCK می توان رفتار دینامیکی مواد و قطعات را تحت بارهای ضربه ای با سرعت زیاد (High Velocity Impact) تحلیل کرد. نرم افزار PAM-SHOCK HVI نرم افزار المان محدود غیرخطی است که برای شبیه سازی شوک و پاسخ مواد به شوک استفاده میشود و می تواند انتشار موج ضربه را در محیطهای مختلف تحلیل کند.

این نرم افزار از داده مواد بصورت (Smooth Particle Hydrodynamics) پشتیبانی می کند و بنابراین میتواند رفتار مواد بسیاری را در شرایط ضربه ای مختلف تحلیل کند. نرم افزار PAM-SHOCK می تواند با نرم افزارهای تحلیل دینامیک سیالات (CFD) ترکیب شود و قابلیت تحلیل برهم کنش سازه و سیال در بارهای ضربه ای به مانند انفجار درون مخزن را ایجاد نماید.

نرم افزارهای PAM-CRASH، PAM-SAFE، PAM-COMFORT، PAM-MEDYSA و PAM-SHOCK درون پکیج نرم افزاری ESI Virtual Performance Solution گنجانده شده اند. ورژن ۲۰۱۱ این پکیج نرم افزاری در اکتبر ۲۰۱۱ روانه بازار شده است.