工业设计与 CAE

高级数值模拟领域的高水平服务

 

我们的方法

RINA 在高级数值模拟领域提供高水平的咨询服务。 

我们在结构力学 (FEM)、计算流体动力学 (CFD)、声学、冲击和碰撞分析、热管理以及耦合多物理场仿真等领域为客户提供复杂物理现象和先进材料的数值建模支持设计和产品开发、测试和优化过程

我们依靠经验丰富、富有创造力的多学科工程师团队,使用最先进的数字代码和设计工具。 

服务

最引人注目的项目

活动:

该项目的总体目标是研究和分析适合通过红外热成像技术 (IRT) 监测的工业过程。特别关注材料加工和激光焊接。对于这两个过程,研究了通过不同 IRT 实验设置进行控制和监测的可能性。此外,还对工艺过程中出现的主要缺陷及其通过不同 IRT 技术检测的可能性进行了分析。从工艺参数对焊接接头质量影响的考察入手,对激光焊接工艺进行了深入分析。 

结果:

该研究的重点是铝型材的焊接以及虚拟再现焊接过程的可能性。在对将要面临的技术和数值问题进行初步分析后,对该过程的热、机械和冶金方面的数值耦合可能性进行了复杂的研究。最后,开发了一个经过实验验证的数值模型,能够预测焊接过程中的温度分布。 

 

客户:欧盟委员会 

活动:

1. 碎石设备的热结构分析
2. 形状记忆合金 (SMA) 致动器的建模 
3. 稳态和瞬态 FEM 分析 

结果: 

开发和生产基于形状记忆合金 (SMA) 致动器的新型石材劈裂设备。 

分流器由两个钢壳组成,带有用于执行器的座椅、SMA 气缸和用于激活的加热系统。壳的设计是为了获得由致动器产生的力的均匀分布,并获得对岩石破裂起始所需位移的最佳利用。每个分离器都有几个执行器,其特点是产生高力

该项目的工业目标是开发一种具有成本效益和高效的工作工具,用于通过缝合钻孔提取石块。 

与传统系统相比,预计性能水平的提高将节省 20% 的成本,并将产量提高 30%。 

形状记忆合金是一种新型材料,当受热时,其帽盖能够恢复到预定形状,从而产生很大的力和位移。 SMA 致动器由小型圆柱体组成,由轻型便携式电池通过焦耳加热进行电动驱动,并通过弹簧恢复到原始形状。 

 

活动

已对铁路受电弓测试台进行了全面表征。进行静态结构分析以验证受电弓试验台在服役载荷条件和极限载荷条件下的结构完整性。进行模态分析以识别受约束条件下的固有频率和相关的模态振型,以确保外部激励源不会导致共振。进行疲劳分析以预测试验台在服务负载条件下的失效寿命,同时考虑特定负载的循环变化,并评估最终不平衡对失效寿命的影响

为了研究试验台周围的速度和压力场以及试验台及其周围的温度分布,进行了热流体动力学分析。另一个研究的方面是测试台自动消散由于焦耳效应和导线与受电弓之间的摩擦而在导线中产生的热能的能力:研究了多种机翼配置和轮廓,调节气流的影响也评价了。通过特定的声学分析评估了测试台附近湍流产生的噪声。执行热电有限元法以评估测试台受电弓盘上的电流分布和焦耳热引起的热场 

结果

该项目的主要成果是在铁路部门的受电弓测试台上进行结构 FEM 和 CDF 分析。 

活动:

1. 重新设计刹车片的背板,以减少刹车片/盘式联轴器的噪音和振动
2. 开发十种不同的概念设计
3. 免费的模态分析
4. 谐波分析以评估不同几何配置中的阻尼效应 

结果:

该项目的目的是开发一种新的汽车刹车片设计,以减少刹车片/盘式联轴器产生的噪音。 

该目标是通过通过有限元 (FE) 方法对几个背板执行的模态分析实现的,其概念设计在焊盘侧进行了修改。 

这些修改会影响背板的行为、改变本征频率和改变焊盘的本征模式。在验证阶段进行的数值分析结果表明,实验数据和数值预测之间有很好的一致性。采用最符合实验数据的数值模型来评估创建的不同概念设计。 

详细地说,通过创建的一些概念设计,有可能达到共振引起的固有频率的目标偏移。 

还进行了一些简化分析以评估背板的动态行为。 

 

活动

该项目的目的是通过有限元 (FEM) 响应谱分析来评估电动机在地震动载荷作用下的结构响应  

电动机是用于变速工业应用的4极感应电动机,额定功率为2500kW。

电动机的主要部件有:电动机外壳、转子轴、护罩、定子绕组、热交换器外壳、接线盒、外部风扇外壳。护罩通过螺栓连接连接到电机外壳,轴通过两个支撑件连接到护罩,轴承所在的位置。 

结果

根据国际标准,使用有限元法 (FEM) 方法进行数值分析。地震分析可以被认为由以下两个步骤构成:(I)预应力模态分析(确定振动模式和振动的固有频率),然后是(II)响应谱分析(确定最大加速度整个结构受到)。 

活动:

摩擦臂由几个部件组成:一个底座、三个通过摩擦接头连接的连接臂,以及一个连接平板电脑支架的顶部。 摩擦臂可由飞行员移动到任何位置; 然而,摩擦接头必须在几种载荷条件下(飞机的向前、向后、向上、向下和侧向加速度)保持其位置。 

已执行有限元 (FE) 分析来预测机械装置容纳平板电脑的能力:这是为了防止在受到加速度时发生平移位移。 进行了几个数值分析来模拟支架在纵向和垂直方向上的加速度的行为。 

结果

该项目的目的是对两个组件进行应力分析:平板电脑支架和摩擦臂,用于将平板电脑固定在飞机驾驶舱内。 

活动

1. 用于评估遭受腐蚀性液体的容器内部降解现象的实验测试活动;
2. 开发机器人系统和整个储罐区域的 3D CAD 模型。 

结果

技术和经济可行性研究,以确定最适合进行调查的无破坏性技术和程序,并提出执行测量的远程操作机器人解决方案。 

活动

该项目的目的是对用于合成气生产的组件(热交换器、混合器和催化反应器)进行热结构分析,并进行数值 FEM 分析以验证由热引起的混合器和反应器上的应力场加载。

这两个组件分别模拟;然而,为了正确分析连接区域,开发了一个详细的模型。 

考虑到以下条件,进行了不同的热结构 FEM 分析: 

1. 稳态条件(运行条件)
2. 瞬态条件(启动、关闭和紧急情况) 

根据实验数据,采用了耐火材料和钢材料的温度相关热力学和力学性能。 

特别是,在有限元分析中实施了合适的模型,以捕捉耐火材料的热冲击损伤。 

根据分析的输出,客户端启动了第二个模拟阶段,重点是优化混合器和反应器的组件设计。 

结果: 

主要结果是对用于合成气生产的组件(热交换器、混合器和催化反应器)进行了热结构分析。 

活动

SUPCAM 概念基于内窥镜胶囊的开发,其结构和创新设计允许通过电磁铁从外部安全、准确地引导它沿着结肠管腔,完全无线。 

我们主导了胶囊的设计,所有小型化子组件(即框架、永磁体、图像系统、视觉和控制板、照明板、遥测板、RFID、充电线圈和电池)都集成在胶囊内。 

开发了 3D 动画来展示结肠内相机的操作,这要归功于磁铁。

结果

该项目的主要成果是开发了新的成本效益和微创内窥镜设备,能够研究结肠粘膜,确保高水平的导航准确性和增强的诊断能力。 

活动

执行的主要活动是负载管理系统 (LMS) 上的有限元 (FE) 分析,该系统连接到顶升系统 (Ener pack),后者连接到双 H 框架。

所有这些组件构成了系统(称为“单元结构”),将单元负载(静载重量和拉力负载)传递到双 H 框架上。 

还进行了静态条件下的应力和位移分析。 

结果

该项目的主要成果是对负载管理系统的结构评估。 

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