Trong quy trình phát triển sản phẩm hiện đại, việc thử nghiệm bằng nguyên mẫu vật lý tiêu tốn rất nhiều thời gian và chi phí. NX CAE là tên gọi quen thuộc của bộ công cụ mô phỏng phân tích phần tử hữu hạn (FEA) từng được tích hợp trực tiếp trong môi trường Siemens NX. Nhằm nâng tầm năng lực tính toán đa vật lý, hiện nay toàn bộ di sản công nghệ tiên tiến của Siemens NX CAE đã được nâng cấp và phát triển trong môi trường Simcenter 3D – giải pháp CAE độc lập và toàn diện bậc nhất của Siemens.
Phần mềm NX CAE (Simcenter 3D) cho phép kỹ sư xây dựng mô hình phân tích trực tiếp từ dữ liệu CAD nguyên bản. Người dùng dễ dàng làm sạch hình học, loại bỏ các chi tiết không cần thiết, tạo lưới phần tử hữu hạn chất lượng cao, xác định thuộc tính vật liệu và gán điều kiện biên thực tế. Việc đưa mô phỏng vào giai đoạn đầu của thiết kế giúp doanh nghiệp chủ động tối ưu hóa sản phẩm, giảm rủi ro hư hỏng và tiết kiệm tối đa ngân sách sản xuất.
NX CAE (Computer-Aided Engineering) là giải pháp tính toán, phân tích và dự đoán khả năng làm việc của chi tiết hoặc cụm lắp ráp cơ khí trong các điều kiện vận hành thực tế. Khác với các công cụ CAD vốn chỉ tập trung vào việc tạo lập hình học không gian, phần mềm mô phỏng CAE ứng dụng các phương pháp số (như Phương pháp Phần tử Hữu hạn – FEM, Phương pháp Thể tích Hữu hạn – FVM) để phân tích hành vi vật lý của mô hình.
Trong quy trình phát triển sản phẩm kỹ thuật, phần mềm NX CAE giúp đội ngũ kỹ sư trả lời chính xác các câu hỏi then chốt:
Hiện nay, môi trường Simcenter 3D cung cấp đầy đủ các mô-đun chuyên sâu: phân tích kết cấu tĩnh/động, động lực học, vật liệu composite, độ bền mỏi, âm học, nhiệt, dòng chảy lưu chất, chuyển động cơ học, điện từ và tối ưu hóa thiết kế. Các nhóm phân tích này có thể kết hợp mượt màng trong các bài toán đa vật lý (Multiphysics) như nhiệt – kết cấu hoặc rung động – âm học.
Nhập mô hình CAD từ NX hoặc các phần mềm khác. Sử dụng công cụ Idealization để tự động làm sạch hình học, xóa bỏ vát mép (Chamfer), bo tròn (Fillet) nhỏ không cần thiết để đơn giản hóa mô hình trước khi tính toán.
Khai báo đầy đủ các tham số cơ học, nhiệt học và vật lý của vật liệu từ thư viện (như Modulus đàn hồi, hệ số Poisson, giới hạn chảy, độ dẫn nhiệt, hệ số giãn nở nhiệt…).
Xây dựng mô hình FEM bằng cách chia lưới 1D (dầm/thanh), 2D (vỏ/tấm) hoặc 3D (khối Tetrahedrons/Hexahedrons) với mật độ và kích thước phù hợp với độ chính xác yêu cầu.
Thiết lập các điều kiện ràng buộc (ngàm, gối đỡ, tiếp xúc) và gán các dạng tải trọng thực tế như lực tập trung, áp suất, mô-men xoắn, vận tốc góc, nhiệt độ hoặc gia tốc trọng trường.
Thực hiện tính toán số học tự động bằng các bộ giải cao cấp của Siemens (Simcenter Nastran, Simcenter ESC, Thermal/Flow, Nastran SOL 401/402…) tùy thuộc vào loại hình phân tích.
Trực quan hóa kết quả phân tích dưới dạng biểu đồ màu 3D: ứng suất Von Mises, biến dạng, chuyển vị, phân bố nhiệt độ, tần số riêng, dạng dao động và xuất báo cáo kỹ thuật.
Kết nối trực tiếp với dữ liệu thiết kế NX CAD. Khi mô hình 3D thay đổi, lưới phần tử hữu hạn và điều kiện biên tự động cập nhật mà không cần thiết lập lại bài toán từ đầu.
Cung cấp bộ công cụ Synchronous Technology hỗ trợ xử lý hình học cực nhanh, loại bỏ các đặc trưng chi tiết thừa, biến đổi mô hình khối thành mô hình tấm (Mid-surface) hoặc mô hình đường tâm dầm.
Hỗ trợ chia lưới tự động và thủ công linh hoạt cho các kết cấu phức tạp. Khả năng kiểm soát chất lượng lưới (Jacobian, Aspect Ratio, Skewness) giúp đảm bảo độ tin cậy của kết quả phân tích.
Cho phép kỹ sư thực hiện đồng thời các bài toán kết cấu, phân tích nhiệt, động lực học, độ bền mỏi và âm học mà không cần chuyển đổi giao diện hay học nhiều phần mềm riêng biệt.
Giúp so sánh trực diện kết quả phân tích giữa các phương án thiết kế khác nhau. Tự động hóa quá trình tối ưu hóa hình học nhằm giảm trọng lượng nhưng vẫn duy trì độ cứng vững.
Hiển thị kết quả bằng hình ảnh màu 3D chi tiết, mô phỏng chuyển động biến dạng động, xuất biểu đồ ứng suất theo thời gian/tần số và trích xuất báo cáo tự động ở dạng file HTML/Word.
Môi trường Siemens NX CAE cung cấp hệ thống các bộ giải (Solvers) mạnh mẽ, đáp ứng từ bài toán cơ bản đến nâng cao:
Phân tích ứng suất, biến dạng tuyến tính/phi tuyến, kiểm tra tiếp xúc phức tạp và mất ổn định kết cấu.
Phân tích tần số dao động riêng (Modal Analysis), đáp ứng tần số (Harmonic), đáp ứng quá độ và rung động ngẫu nhiên.
Mô phỏng dẫn nhiệt, đối lưu tự nhiên/cưỡng bức, bức xạ nhiệt và phân tích trạng thái nhiệt dừng/quá độ.
Mô phỏng động học và động lực học hệ đa vật thể, tính toán vận tốc, gia tốc, lực phản công tác tại các khớp nối.
Dự đoán tuổi thọ mỏi của vật liệu dưới tác dụng của tải trọng chu kỳ, xác định vị trí có nguy cơ xuất hiện vết nứt.
Phân tích tiếng ồn, độ rung truyền trong không khí/kết cấu (NVH), tối ưu hóa âm học cho cabin ô tô, thiết bị.
Mô phỏng các lớp vật liệu composite, dự đoán hiện tượng bóc tách lớp (Delamination) và hỏng hóc kết cấu sợi.
Tự động điều chỉnh tham số kích thước hoặc tối ưu hóa hình dạng (Topology Optimization) để tối thiểu hóa khối lượng.
Phân tích tương tác đa vật lý đồng thời: Nhiệt – Kết cấu (Thermal-Stress), Dòng chảy – Kết cấu (FSI), Rung động – Âm học.
Mô phỏng va chạm, tính toán độ bền khung gầm, phân tích rung động & âm học (NVH), mô phỏng nhiệt động cơ và vỏ xe.
Phân tích độ cứng khung dầm, ứng suất thân máy, độ bền mỏi trục quay, cơ cấu nâng hạ và dây chuyền tự động.
Phân tích độ biến dạng lòng khuôn dưới áp lực dập/ép lớn, kiểm tra độ cứng vững của hệ thống đồ gá (Jig).
Mô phỏng tản nhiệt cho bo mạch/chipset, kiểm tra độ bền rơi tự do (Drop test) và độ bền vỏ bảo vệ thiết bị.
Việc triển khai phần mềm phân tích phần tử hữu hạn yêu cầu đơn vị tư vấn phải có năng lực chuyên môn cao về lý thuyết cơ học và kỹ năng sử dụng phần mềm. TOP SOLUTIONS tự hào là đối tác chiến lược hàng đầu của Siemens tại Việt Nam.
Hãy điền thông tin bên dưới, chuyên gia của Top Solutions sẽ liên hệ lại ngay trong vòng 24 giờ làm việc để tư vấn giải pháp tối ưu nhất cho bạn:
NX CAE là tên gọi trước đây của giải pháp mô phỏng kỹ thuật tích hợp trong môi trường Siemens NX. Hiện nay, các năng lực tính toán và phân tích này đã được Siemens nâng cấp và phát triển trong nền tảng mô phỏng toàn diện Simcenter 3D.
Simcenter 3D được phát triển trên chính nền tảng công nghệ và di sản của NX CAE kết hợp với các bộ giải cao cấp khác của Siemens. Vì vậy, Simcenter 3D chính là thế hệ mới nâng cấp hoàn chỉnh của NX CAE.
Có. Môi trường thiết kế NX CAD và mô phỏng NX CAE / Simcenter 3D của Siemens sử dụng chung cấu trúc dữ liệu hình học liên kết. Khi thiết kế 3D điều chỉnh, mô hình phân tích CAE sẽ tự động cập nhật theo.
Phần mềm hỗ trợ toàn diện các dạng bài toán: phân tích kết cấu tĩnh/phi tuyến, động lực học rung động, phân tích nhiệt, chuyển động cơ học hệ đa vật thể, độ bền mỏi vật liệu, âm học, vật liệu composite và mô phỏng tương tác đa vật lý.
Có. Top Solutions cung cấp dịch vụ trọn gói từ tư vấn giải pháp bản quyền, cài đặt hệ thống, đào tạo chuyển giao công nghệ theo bài toán thực tế của doanh nghiệp và hỗ trợ kỹ thuật lâu dài.
