Trong quy trình phát triển sản phẩm truyền thống, kỹ sư thường phải đơn giản hóa hình học, sửa lỗi mô hình và tạo lưới phần tử hữu hạn trước khi bắt đầu phân tích kết cấu. Những công việc này có thể chiếm đáng kể thời gian của một dự án, đặc biệt khi mô hình CAD chứa nhiều chi tiết hoặc cụm lắp ráp phức tạp.
Simcenter™ Simsolid™ software là giải pháp mô phỏng và phân tích kết cấu dành cho kỹ sư thiết kế, kỹ sư cơ khí và chuyên gia mô phỏng. Phần mềm cho phép đánh giá các cụm lắp ráp CAD đầy đủ mà không yêu cầu đơn giản hóa hình học và tạo lưới theo workflow FEA truyền thống.
Nhờ rút ngắn giai đoạn chuẩn bị mô hình, Simcenter Simsolid giúp đội ngũ kỹ thuật kiểm tra nhiều phương án thiết kế sớm hơn, phát hiện khu vực cần cải tiến và đưa ra quyết định dựa trên kết quả mô phỏng trước khi chế tạo nguyên mẫu vật lý.
Altair SimSolid hiện nay có tên là gì?
Sau khi Siemens tích hợp danh mục công nghệ mô phỏng của Altair vào hệ sinh thái Simcenter, tên sản phẩm chính thức đã được thay đổi:
Altair SimSolid → Simcenter Simsolid
Người dùng có thể vẫn tìm kiếm bằng các từ khóa cũ như “Altair SimSolid” hoặc “phần mềm SimSolid”. Tuy nhiên, khi trình bày tên sản phẩm hiện tại, doanh nghiệp nên sử dụng Simcenter Simsolid để phù hợp với hệ thống thương hiệu mới của Siemens.
Việc đổi tên không nên được nhìn nhận riêng như một thay đổi về nhận diện. Simcenter Simsolid hiện nằm trong danh mục mô phỏng cơ học và sản xuất của Simcenter, qua đó có thể được đánh giá trong một hệ sinh thái rộng hơn gồm các công nghệ mô phỏng, kiểm thử và phát triển sản phẩm số.
Simcenter Simsolid hoạt động khác workflow FEA truyền thống như thế nào?
Một workflow FEA dựa trên lưới thường bao gồm:
CAD → Làm sạch hình học → Đơn giản hóa mô hình → Tạo lưới → Thiết lập bài toán → Giải → Đánh giá kết quả
Trong khi đó, workflow với Simcenter Simsolid tập trung vào việc sử dụng trực tiếp hình học CAD đầy đủ:
CAD Assembly → Xác định liên kết → Gán vật liệu, tải và điều kiện biên → Phân tích → So sánh phương án thiết kế
| Tiêu chí | Workflow FEA dựa trên lưới | Workflow Simcenter Simsolid |
|---|---|---|
| Chuẩn bị hình học | Thường cần defeaturing hoặc cleanup | Hướng đến sử dụng mô hình CAD đầy đủ |
| Tạo lưới | Là bước bắt buộc | Không yêu cầu tạo lưới truyền thống |
| Cụm lắp ráp lớn | Có thể cần đơn giản hóa đáng kể | Được thiết kế để xử lý chi tiết và cụm lắp ráp phức tạp |
| Khảo sát phương án | Phụ thuộc thời gian chuẩn bị lại mô hình và lưới | Phù hợp với việc so sánh nhanh nhiều phương án |
| Người dùng trọng tâm | CAE specialist và simulation engineer | Designer, design engineer và simulation analyst |
Sự khác biệt này không có nghĩa mọi bài toán CAE đều nên chuyển sang một workflow duy nhất. Giá trị của Simcenter Simsolid rõ nhất khi doanh nghiệp cần đánh giá kết cấu sớm, làm việc với dữ liệu CAD phức tạp hoặc muốn tăng số lượng phương án có thể kiểm tra trong thời gian phát triển sản phẩm.
Những khả năng nổi bật của Simcenter Simsolid
Phân tích trực tiếp trên cụm lắp ráp CAD đầy đủ
Simcenter Simsolid được phát triển để làm việc với các chi tiết phức tạp và cụm lắp ráp lớn, kể cả khi mô hình có bề mặt tiếp xúc thô, khe hở hoặc hình học chồng lấn. Điều này giúp giảm công việc tái tạo một mô hình phân tích quá khác biệt so với dữ liệu thiết kế ban đầu.
Loại bỏ hai bước chuẩn bị tốn thời gian
Phần mềm không yêu cầu đơn giản hóa hình học và tạo lưới theo cách truyền thống. Kỹ sư có thể dành nhiều thời gian hơn cho việc xác định tải, điều kiện biên, kết nối và đánh giá kết quả thay vì tập trung chủ yếu vào xử lý mô hình.
Hỗ trợ nhiều loại phân tích kết cấu
Theo Siemens, Simcenter Simsolid hỗ trợ nhiều loại phân tích, bao gồm:
- Tuyến tính và phi tuyến tĩnh
- Phân tích modal
- Phân tích nhiệt
- Phân tích ứng suất nhiệt
- Phân tích mỏi
- Phân tích ổn định và buckling
- Phân tích động theo thời gian hoặc tần số
- Global-local analysis
- Vật liệu composite
- Random response
- Squeak and rattle
Phạm vi sử dụng thực tế còn phụ thuộc vào cấu hình sản phẩm và loại license doanh nghiệp lựa chọn. Vì vậy, danh sách capability cần được đối chiếu với bài toán, phiên bản và gói phần mềm cụ thể trước khi triển khai.
Thư viện liên kết và vật liệu
Kỹ sư có thể mô hình hóa nhiều loại tiếp xúc và liên kết như bonded, sliding, separating contact có ma sát, bu lông, mối hàn, đinh tán, keo dán, khớp và bushing.
Simcenter Simsolid cũng hỗ trợ nhiều nhóm vật liệu, bao gồm vật liệu đẳng hướng, trực hướng, đàn hồi–dẻo, vật liệu cứng và các body đại diện cho chất khí hoặc chất lỏng trong những bài toán phù hợp.
Tải và điều kiện biên đa dạng
Người dùng có thể thiết lập các điều kiện như cố định, trượt, bản lề, lực, áp suất, trọng lực, tải nhiệt, tải quán tính, siết bu lông–đai ốc, áp suất thủy tĩnh, tải ổ trục, khối lượng phân bố và tải từ xa.
Khả năng mô tả đúng điều kiện làm việc vẫn là yếu tố quyết định chất lượng của mô hình. Việc phần mềm rút ngắn khâu chuẩn bị không thay thế yêu cầu về kiến thức cơ học, giả định kỹ thuật và kiểm chứng kết quả.
Tương thích với nhiều hệ thống CAD và PLM
Simcenter Simsolid hỗ trợ các định dạng từ nhiều hệ thống phổ biến như CATIA, NX, PTC Creo, Inventor, Fusion 360, SOLIDWORKS, JT, STEP, Parasolid, ACIS, PLMXML, CGR và STL. Phần mềm cũng có tích hợp trực tiếp với Onshape và Teamcenter.
Khả năng làm việc với dữ liệu đa CAD đặc biệt hữu ích cho doanh nghiệp nhận thiết kế từ nhiều khách hàng, nhà cung cấp hoặc phòng ban sử dụng các nền tảng CAD khác nhau.
Trực quan hóa và đánh giá kết quả
Kết quả có thể được thể hiện bằng contour plot, animation, XY plot, probe và dữ liệu chi tiết về ứng suất, biến dạng, chuyển vị, hệ số an toàn, tần số riêng và dạng dao động. Người dùng cũng có thể đánh giá kết quả qua mặt phẳng tham chiếu, mặt cắt và nhiều load case.
Simcenter Simsolid và Simcenter Hypermesh khác nhau như thế nào?
Hai sản phẩm tham gia vào quy trình CAE theo những cách khác nhau và không nên được mô tả như hai phiên bản thay thế trực tiếp cho nhau.
Simcenter Simsolid tập trung vào phân tích kết cấu nhanh trên mô hình CAD đầy đủ mà không cần tạo lưới truyền thống. Sản phẩm phù hợp với simulation-driven design, khảo sát nhiều phương án và đưa mô phỏng đến gần hơn với kỹ sư thiết kế.
Simcenter Hypermesh tập trung vào simulation modeling và pre-processing, hỗ trợ xây dựng mô hình phân tích và các workflow cần kiểm soát chi tiết hơn về mô hình hóa, lưới và dữ liệu mô phỏng.
Doanh nghiệp có thể đọc thêm bài Simcenter Hypermesh là gì? Giải pháp mô hình hóa và tiền xử lý mô phỏng CAE để hiểu rõ vai trò của Hypermesh trong hệ sinh thái Simcenter.
Việc lựa chọn nên dựa trên mục tiêu phân tích, mức độ chi tiết cần kiểm soát, loại solver, tiêu chuẩn xác nhận kết quả và năng lực của đội ngũ kỹ thuật.
Lợi ích tiềm năng đối với doanh nghiệp sản xuất
Đưa mô phỏng vào giai đoạn thiết kế sớm hơn
Khi thời gian chuẩn bị mô hình được rút ngắn, kỹ sư thiết kế có thể kiểm tra các giả định quan trọng trước khi thiết kế đi sâu vào quy trình phê duyệt hoặc chế tạo.
So sánh nhiều phương án thiết kế
Doanh nghiệp có thể đánh giá ảnh hưởng của thay đổi hình học, vật liệu, chiều dày hoặc cấu trúc liên kết trên nhiều phương án. Mục tiêu là loại bỏ sớm những phương án không phù hợp thay vì chỉ phân tích một thiết kế gần hoàn thiện.
Tăng khả năng cộng tác giữa CAD và CAE
Simcenter Simsolid có thể tạo một lớp phân tích nhanh giữa kỹ sư thiết kế và chuyên gia CAE. Kỹ sư thiết kế nhận được phản hồi sớm, trong khi chuyên gia mô phỏng có thể tập trung nguồn lực vào các bài toán cần mô hình hóa chuyên sâu và xác nhận chi tiết hơn.
Giảm phụ thuộc vào việc tạo mô hình lý tưởng hóa quá sớm
Khả năng phân tích trên CAD đầy đủ giúp nhóm kỹ thuật giữ được nhiều chi tiết thiết kế trong giai đoạn đánh giá ban đầu. Tuy nhiên, doanh nghiệp vẫn cần xây dựng quy tắc kiểm tra, đối chiếu với thử nghiệm hoặc phương pháp phân tích khác khi bài toán có yêu cầu an toàn và chứng nhận cao.
Simcenter Simsolid phù hợp với ai?
Giải pháp đáng được đánh giá đối với:
- Kỹ sư thiết kế cơ khí cần kiểm tra nhanh phương án CAD
- Kỹ sư R&D muốn đưa mô phỏng vào giai đoạn phát triển sớm
- Simulation engineer cần xử lý nhiều biến thể thiết kế
- Doanh nghiệp chế tạo máy và thiết bị công nghiệp
- Doanh nghiệp ô tô, hàng không, năng lượng và sản phẩm công nghiệp
- Nhóm kỹ thuật làm việc với cụm lắp ráp lớn hoặc dữ liệu CAD đa nguồn
- Nhà quản lý kỹ thuật muốn mở rộng simulation-driven design trong tổ chức
Người phê duyệt giải pháp nên đánh giá không chỉ tính năng phần mềm mà cả quy trình hiện tại, tần suất thay đổi thiết kế, loại phân tích, yêu cầu kiểm chứng, năng lực người dùng và khả năng tích hợp dữ liệu.
Khi nào doanh nghiệp nên cân nhắc Simcenter Simsolid?
Simcenter Simsolid phù hợp để đưa vào danh sách đánh giá khi doanh nghiệp gặp một hoặc nhiều tình huống sau:
- Thời gian cleanup hình học và tạo lưới đang làm chậm vòng lặp thiết kế
- Kỹ sư cần phân tích cụm lắp ráp CAD lớn hoặc nhiều chi tiết
- Doanh nghiệp muốn kiểm tra nhiều phương án trước khi chốt thiết kế
- Bộ phận CAD cần nhận phản hồi kết cấu sớm hơn từ quy trình CAE
- Dữ liệu thiết kế đến từ nhiều hệ thống CAD khác nhau
- Đội ngũ muốn mở rộng mô phỏng đến nhiều kỹ sư hơn nhưng vẫn có cơ chế kiểm soát và xác nhận
Ngược lại, nếu bài toán yêu cầu mô hình phần tử hữu hạn được xây dựng theo quy trình chuyên biệt, cần kiểm soát chi tiết lưới hoặc tuân thủ phương pháp xác nhận đã quy định, doanh nghiệp nên đánh giá thêm các công cụ CAE chuyên sâu thay vì mặc định thay thế toàn bộ workflow hiện tại.
Tiêu chí đánh giá trước khi triển khai
Một proof of concept nên sử dụng chính dữ liệu của doanh nghiệp và trả lời các câu hỏi:
- Simcenter Simsolid có xử lý ổn định loại cụm lắp ráp thực tế hay không?
- Thời gian từ CAD đến kết quả thay đổi như thế nào so với workflow hiện tại?
- Các loại liên kết, vật liệu, tải và điều kiện biên có đáp ứng bài toán không?
- Kết quả có được đối chiếu với thử nghiệm hoặc baseline đã xác nhận không?
- Ai sẽ sử dụng phần mềm và ai chịu trách nhiệm phê duyệt kết quả?
- Dữ liệu, phiên bản mô hình và báo cáo sẽ được quản lý như thế nào?
- License, cấu hình máy và kế hoạch đào tạo có phù hợp với quy mô triển khai không?
Top Solutions cung cấp các giải pháp CAD/CAM/CAE/PLM và dịch vụ tư vấn cho doanh nghiệp sản xuất. Anh/chị có thể tham khảo hệ sinh thái sản phẩm và giải pháp tại Top Solutions hoặc tìm hiểu dịch vụ tư vấn và đào tạo CAD/CAM/CAE/PLM để xây dựng phương án đánh giá phù hợp với dữ liệu thực tế.
Kết luận
Simcenter Simsolid là giải pháp mô phỏng kết cấu giúp kỹ sư phân tích trực tiếp các chi tiết và cụm lắp ráp CAD đầy đủ mà không phải thực hiện hai bước chuẩn bị thường tốn nhiều thời gian: đơn giản hóa hình học và tạo lưới truyền thống.
Giá trị lớn nhất của giải pháp không chỉ nằm ở tốc độ tính toán, mà ở khả năng đưa mô phỏng vào sớm hơn trong vòng lặp thiết kế, so sánh nhiều phương án và tăng sự phối hợp giữa đội ngũ CAD và CAE.
Doanh nghiệp nên bắt đầu bằng một proof of concept trên dữ liệu thực tế, xác định rõ loại phân tích, tiêu chí đối chiếu và vai trò phê duyệt kết quả. Cách tiếp cận này giúp đánh giá đúng giá trị của Simcenter Simsolid thay vì lựa chọn phần mềm chỉ dựa trên danh sách tính năng.
