3DEXPERIENCE Works, Solusi FEA dan CFD Industri Otomotif – SIMULIA

Transporasi dan Mobilitas (TM) atau Industri Otomotif mempengaruhi kehidupan kita sehari-hari dalam berbagai cara yang berbeda. Mulai dari yang berdampak langsung seperti keamanan (safety) dan kenyamanan (comfort) berlalu lintas hingga efek jangka panjang terhadap keberlangsungan dan masa depan plane ini, usaha untuk mendapatkan produk terbaik tidak parnah usai. Dalam konteks ini, simulasi dan virtual prototyping memiliki peran yang sangat penting, dari ide, desain, engineering dan diluarnya.
Pada blog dan presentasi ini, saya akan fokus pada subset dari solusi simulasi yang berkaitan dengan SOLIDWORKS kepada perusahaan yang bergerak dalam bidang Industri Otomotif, fokus kepada Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD).

Analisis kekuatan struktural menggunakan FEA Simulation pada proses desain dan engineering sebagai contoh wheel rim dari sebuah mobil. Dimana analisis linier statik yang dikombinasikan dengan Design of Experiments (DoE) dan kemungkinan optimasi topologi dapat dilakukan dengan sangat mudah. Untuk analisis uji tabrak menggunakan analisisi nonliner dinamik menggunakan solver eksplisit (explicit solver) yang sangat powerful untuk durasi simulasi (real time) yang singkat. Disamping itu solusi menggunakan FEA Simulation untuk berbagai kasus lain diantaranya fatigue dan durability dari masing-masing komponen serta analisis getaran dan penerapan linier dinamik seperti respon harmonic dari mesin dalam range frekuensi tertent hingga random vibration sistem suspense yang berada dijalan dengan kondisi nondeterministik.

Menggunakan CFD, kita dapat melakukan simulasi aerodinamis pada sebuah body, tingkat level kenyamanan penumpang yang sedang duduk hinga manajemen aliran fluida dan termal pada sebuah engine, battery pack dalam sebuah Electrical Vehicle (EV). Plastic Injection Molding Simulation dapat membantu desainer dan mold-maker menghindari potensi defek seperti short shot, sink mark dan excessive warpage dan memperbaiki kualitas manufaktur dari desain yang dibuat. Simulasi yang bisa dilakukan dalam virtual testin diantaranya simulasi elektromagnetik, multi-body system dan kombinasi tipe anlisis yang berbeda-beda dalam multi-physics.

SOLIDWORKS Simulation Desktop menyediakan berbagai tool diantaranya FEA, CFD dan Plastics yang fully embedded di dalam CAD environment yang mempermudah pekerjaan desainer dan engineer. Tools tersebut sangat mudah dan open digunakan oleh orang yang belum pernah melakukan simulasi atau baru level basic. 3DEXPERIENCE Platform dibedakan berdasarkan skalabilitas, cloud dan power. Terstrukturisasi dalam berbagai roles yang dilengkapi dengan skalabilitas simulation tools dalam single cloud environment.
Membedakan SOLIDWORKS Simulation Desktop dan 3DEXPERIENCE Works cloud solutions, akan dibedakan dengan skala besar, skala kecil dan similaritas. Perbedaan terbesar adalah perbedaan antara vesi desktop dan versi platform dimana pada versi platform meliputi kolaborasi dan cloud. Dalam hal persamaan teknologi yaitu numerical method antara SOLIDWORKS Plastic Simulation dan Plastic Injection Engineer. Terakhir untuk CFD antara Flow Simulation dan Fluid Dynamics Engineer keduanya sama-sama menggunakan Navier-Stokes PDEs dan beberapa penerapan bidang yang sama namun terdapat perbedaan kecil seperti metodologi meshing, tipe elemen, boundary layer dan model turbulensi.

Masih dalam topik CFD, solusi lain yang ditawarkan oleh brand 3dexperience SIMULA adalah teknologi Lattice Boltzmann Method (LBM). Teknologi ini cocok digunakan untuk permasalahan transient yang tinggi dan juga komponen yang bergedak (moving parts). Gambar diatas merupakan salah satu dari brand SIMULIA yang Bernama Xflow.

Menjalankan FEA dan analisis stress, Structural Performance Engineer dikhususkan untuk meng-atasi permasalahan yang berkaitan dengan kasus nonlinieritas yang tinggi bisa disebabkan oleh material, kontak ataupun geometri. Dengan menerapkan teknologi dari ABAQUS yang memiliki solver yang efisien, material model yang beragam dan luasnya tipe elemen dengan berbagai perbedaan formulasi elemen. Untuk durasi yang singkat seperti impact, collision, drop test dan crash test, simulia ABAQUS explicit solver digunakan pada Structural Mechanics Engineer role.

Dari desain perspektif engineering, dan untuk semua role simulations, diagram alir proses desain dapat dilihat pada bagan diatas, sebagai contoh kasus exhaust design. Pembacaan geometri CAD dan melakukan beberapa preparasi model untuk simulasi, jika diperlukan kita bisa membuat scenario secara spesifik menggunakan kondisi batas yang sesuai; perintah untuk generate mesh; eksekusi job baik di local pada desktop atau remote pada cloud; menampilkan results melalui post processing. Untuk memperbaiki desain dan mempelajari alternatif, kita bisa melakukan perubahan dan program akan melakukan update setup secara otomatis, dilanjutkan dengan re-meshing, solving dan post processing. Kita bisa melakukan iterasi hingga tercapainya kepuasan dari desain yang dibuat.
Industri otomotif memiliki banyak kasus/permasalahan yang cocok diselesaikan menggunakan simulation, khususnya FEA dan CFD. Desainer, engineer dan analyst dapat menggunakan produk dari kami untuk berbagai tujuan baik dalam versi desktop ataupun dalam cloud. 3DEXPERIENCE Platform yang memiliki banyak role dalam satu environment dapat membantu untuk mencapai tujuan anda dengan melakukan simulasi realistik secara mudah, akurat dan efisien.

Share

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.