Herramienta de simulación SMC mejora la optimización del diseño

La imagen muestra la discretización de un modelo en elementos de volumen laminar representativos (RLVE) mediante una personalización de Hypermesh, donde cada RLVE consiste en una disposición laminar distintiva. / Crédito: HRC/Engenuity.

Falla en arquitecturas de materiales aleatorios (FiRMA) es el enfoque de análisis distintivo de Engenuity (West Sussex, Reino Unido) para compuestos de moldeo de lámina (SMC). Les permite a los diseñadores optimizar las estructuras de SMC mediante una técnica predictiva precisa que calcula los componentes más débiles y fuertes que se esperan en un lote.

Teóricamente, la resistencia del material en un SMC en cualquier punto concreto puede variar desde la resistencia de la matriz (mala) hasta la resistencia de la fibra unidireccional (buena), o cualquier punto intermedio.

Según Engenuity, una propiedad de material, aplicada en cualquier lugar del modelo, compromete inmediatamente la calidad de la simulación.

FiRMA tiene en cuenta esta gama de propiedades de los materiales mediante el preprocesamiento del modelo y el acoplamiento de las inspecciones con las simulaciones para llegar a un método de modelización, que refleje con precisión el material a todas las escalas.

FiRMA determina la gama de prestaciones que mostrará una población de piezas, a la vez que proporciona información sobre la población en la que el material comienza a degradarse.

El enfoque se ha desarrollado para que sea compatible con otras prácticas de modelado, como la adición de cintas de refuerzo o el acoplamiento con simulaciones de colisiones como CZone, el complemento especializado en colisiones de materiales compuestos de Engenuity.

Actualmente, FiRMA supone una distribución aleatoria de las fibras en la pieza, lo que resulta adecuado para muchas aplicaciones. Sin embargo, se lleva a cabo un proyecto de búsqueda para aplicar esta técnica a estructuras más complejas.

Denominado FEA-SMC y financiado por la ATI a través del programa NATEP, Engenuity colabora con Spirit Aerosystems, Creative Composites, WMG y Simutence para actualizar FiRMA. La nueva versión, FiRMA Flow, incluirá los efectos de flujo presentes en el material durante el moldeo por compresión.

Le permitirá sesgar la orientación de las fibras de modo que pueda utilizarse para la simulación estructural una distribución no aleatoria derivada de una simulación del proceso.

En general, FiRMA permite utilizar el SMC en más aplicaciones estructurales y semiestructurales sin necesidad de prototipos, da más confianza a los diseños, acelera el tiempo de desarrollo y reduce los costos de desarrollo.