Времена меняются и в разработке арматуры и оптимизации процессов. Одним из актуальных направлений будущего, по мнению многих экспертов, стала отрасль СПГ: это развитие, стимулирующее дальнейший спрос на криогенные клапаны больших диаметров, создавать и производить которые быстрее и проще позволяет моделирование потока и другие актуальные тенденции в арматуростроении.
Анализ поведения потока
Анализом поведения потока гордится EBRO – в компании используют расчеты FEM для оптимизации прочности и функциональности компонентов арматуры, в частности, такие программы, как Mathcad и Excel. Также используются программы CFD для анализа поведения потоков. Они позволяют оптимизировать поведение потока, что приводит к увеличению расхода и коэффициентов потока.
Применение технологий 3D-моделирования
"3D-моделирование позволяет проводить эффективные предварительные испытания без изготовления опытных образцов и проведения опытных испытаний”, - объясняет Михаэль Шретер, технический менеджер компании Mankenberg. Это значительно ускоряет процесс разработки. «Моделирование позволяет объяснить заказчику и партнерам конструкцию и согласовать ее», - пишет Вернер Хартманн, руководитель отдела продаж Hartmann Valves. Комплекс компонентов может быть представлен более наглядно в 3D, чем в 2D, а ошибки предотвращаются на более ранних стадиях. Проектные данные (САD) переносятся в программу автоматизированного производства (САМ), что значительно снижает усилия, необходимые для программирования станков.
Определение максимальных и минимальных условий
Производитель клапанов Mankenberg также признает ценность моделирования. При создании 3D-модели клапана в программе CAD определяются все необходимые условия и среды, далее модель анализируется с учетом достаточной прочности в программе CAM. Если после первого запуска потребуется оптимизация, модель будет переработана и процесс повторится. Современное программное обеспечение моделирования предлагает дополнительную поддержку и процедуры для таких тестов. ”Если модель соответствует всем условиям прочности, то определяется коэффициент расхода для различных углов открытия, с тем чтобы смоделировать поведение потока диска для последующей работы".
Привлекательность для непрерывных изменений геометрии
Для практической реализации моделирования потока геометрия упрощается, и тело потока затем проектируется соответствующим образом. Впоследствии задаются краевые условия. Вернер Хартманн из Hartmann Valve отмечает ценность моделирования для того чтобы выполнять любые специальные требования заказчика. ”3D дизайн особенно ценен для особых пользовательских конструкций: выполняются независимые от материала кинематические, а также стрессовые и деформационные анализы, на которые оказывают решающее влияние параметры материала», - добавляет Хартманн.
Экономия затрат на научные исследования и разработки
Результаты моделирования обеспечивают впечатляющие результаты как в механике структуры и динамике, так и в расчете температурных полей или потоков. Моделирование особенно полезно для дорогостоящих и сложных деталей, с высокими производственными затратами и длительным жизненным циклом. Таким образом, компании могут четко управлять затратами, возникающими в результате изменений и оптимизации завершенного компонента. «Лаборатория потока с длительным графиком, производство образцов и настройка испытаний больше не требуются», - подчеркивает инженер Андреас Радиус, работающий на Ebro.
Рекомендации по оптимизации
Аналогичные синергетические эффекты также имеют место в области механики конструкций, например образцы не должны производиться для исправления механических дефектов. В зависимости от требований моделирования, затраты, естественно, также подлежат росту. "Чем выше степень реальных условий, в которых должно выполняться моделирование, тем более дорогостоящими и сложными становятся процессы", - добавляет Колшин.
За последние пару лет 3D моделирование стало стандартным инструментом разработки. Это требование к быстрому и конкурентоспособному развитию нового продукта. Тем не менее, затраты на программно-аппаратное обеспечение все еще "очень высоки”. Обучение персонала использованию программного обеспечения также требует значительных инвестиций, в дополнение к регулярному последующему обучению.
3D-печать вместо образцов
Согласно расчетам инженера Ebro Андреаса Радиуса, 3D-печать и прототипирование являются важным направлением. Основным преимуществом являются более низкие затраты и более короткие сроки по сравнению с обычными образцами продукции. Время на стороне 3D моделирования. Масштабы функций уже сокращаются для 2D программ. Кроме того, 3D-моделирование предлагает много преимуществ "и поэтому зарекомендовало себя как стандарт”. Тем временем предлагаемое оборудование и программное обеспечение стали более выгодными для малого и среднего бизнеса, а
программное обеспечение стало более интуитивно понятным и простым в использовании. Также стали доступны решения с открытым исходным кодом, что оказало давление на коммерческих поставщиков программного обеспечения и их модели ценообразования. Будущее принадлежит моделям. Совет по науке и гуманитарным наукам Германии также подчеркивает это развитие и рассматривает моделирование как инструмент знания, развивающийся весьма динамично. Это очень перспективное направление для производителей арматуры.
По материалам пресс-службы Messe Düsseldorf GmbH