APM WinMachine: Nền tảng CAE tối ưu chi phí cho ngành cơ khí

Các doanh nghiệp cơ khí và chế tạo máy ngày càng cần thực hiện nhiều bài toán tính toán ngay trong giai đoạn thiết kế: kiểm tra độ bền, độ cứng, ổn định, dao động, độ bền mỏi, truyền nhiệt và khả năng làm việc của các chi tiết máy. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và vận hành những hệ thống CAE quốc tế chuyên sâu có thể trở thành rào cản đối với doanh nghiệp vừa và nhỏ hoặc các đơn vị chỉ sử dụng một số nhóm chức năng nhất định.

APM WinMachine là hệ thống CAE của Nga dành cho tính toán kết cấu, chi tiết máy, cơ cấu và thiết bị cơ khí. Với cấu trúc mô-đun và các công cụ tính toán được phát triển theo từng bài toán kỹ thuật, phần mềm được TechAZ định vị là phương án tối ưu chi phí dành cho doanh nghiệp đang tìm kiếm giải pháp thay thế ANSYS hoặc Abaqus trong những phạm vi tính toán phù hợp.

Tổng quan về APM WinMachine

APM WinMachine là giải pháp tính toán và thiết kế cơ khí do Trung tâm Khoa học và Kỹ thuật APM của Nga phát triển. Phiên bản được hãng giới thiệu hiện nay là APM WinMachine 21.1.Phần mềm được phát triển dưới dạng một hệ thống CAE tích hợp theo chiều dọc. Các mô-đun có thể liên kết dữ liệu với nhau để giải quyết những bài toán từ phân tích kết cấu đến tính toán chi tiết máy và mối liên kết.

Khác với những phần mềm chỉ tập trung vào phân tích phần tử hữu hạn, APM WinMachine kết hợp hai nhóm công cụ:

• Phân tích độ bền và trạng thái ứng suất – biến dạng bằng phương pháp phần tử hữu hạn;

• Tính toán thiết kế và kiểm tra các chi tiết, bộ truyền, cơ cấu và mối liên kết cơ khí.

Cách tiếp cận này phù hợp với môi trường chế tạo máy, nơi kỹ sư không chỉ cần xác định ứng suất của một kết cấu mà còn phải lựa chọn và kiểm tra trục, ổ lăn, bánh răng, lò xo hoặc mối ghép.

Các cấu hình của APM WinMachine

APM WinMachine được cung cấp theo nhiều cấu hình để doanh nghiệp lựa chọn theo nhu cầu:

• Engineering: phân tích độ bền kết cấu, thiết kế chi tiết máy, cơ cấu và mối liên kết;

• MultiPhysics: bổ sung mô phỏng các quá trình vật lý và bài toán đa trường;

• Structural: tập trung vào phân tích độ bền kết cấu và thiết kế liên kết;

• Mechanical: tập trung vào tính toán chi tiết máy và cơ cấu;

• PROF: cấu hình mở rộng, bao gồm phân tích vật lý, tối ưu hóa hình học và tính toán GPU;

• EDU: cấu hình phục vụ đào tạo và giảng dạy.

Cấu trúc mô-đun là điểm nổi bật của APM WinMachine. Doanh nghiệp có thể lựa chọn nhóm chức năng sát với công việc thực tế thay vì phải đầu tư ngay một hệ thống lớn với nhiều công cụ ít sử dụng.

Những tính năng nổi bật của APM WinMachine

Phân tích độ bền bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Mô-đun APM Structure3D hỗ trợ phân tích trạng thái ứng suất – biến dạng của chi tiết và kết cấu bằng phương pháp phần tử hữu hạn.

Các dạng phân tích đáng chú ý gồm:

• Phân tích tĩnh;

• Kiểm tra ổn định;

• Phân tích phi tuyến;

• Xác định tần số và dạng dao động riêng;

• Phân tích dao động cưỡng bức;

• Phân tích điều hòa;

• Tính toán độ bền mỏi;

• Đánh giá khả năng chống nứt;

• Phân tích tải trọng cơ học và tải trọng nhiệt.

Phần mềm hỗ trợ phần tử thanh, tấm và phần tử khối, phù hợp với nhiều dạng mô hình từ khung máy, kết cấu hàn đến chi tiết 3D.

Tạo và hiệu chỉnh lưới phần tử hữu hạn

APM WinMachine có khả năng tự động tạo lưới phần tử hữu hạn cho mô hình bề mặt và mô hình khối 3D.

Người dùng có thể:

• Thiết lập bước chia lưới cố định;

• Sử dụng bước chia lưới thích nghi;

• Chia trước cạnh và bề mặt;

• Hiệu chỉnh lưới thủ công;

• Kết hợp phần tử thanh, tấm và khối trong cùng bài toán.

Mô-đun tiền xử lý và hậu xử lý APM Studio còn hỗ trợ nhập mô hình theo định dạng STEP để chuẩn bị hình học trước khi tính toán.

Tính toán chi tiết máy

Một trong những điểm khác biệt của APM WinMachine là hệ thống mô-đun chuyên sâu cho thiết kế máy.

Phần mềm hỗ trợ tính toán thiết kế và kiểm tra:

• Trục và các loại trục truyền động;

• Ổ lăn;

• Ổ trượt;

• Lò xo và phần tử đàn hồi;

• Cơ cấu cam;

• Bộ truyền bánh răng trụ;

• Bộ truyền bánh răng côn;

• Bộ truyền trục vít;

• Bộ truyền đai;

• Bộ truyền xích;

• Vít me và bộ truyền vít;

• Hệ thống truyền động quay.

Thay vì xây dựng toàn bộ mô hình phần tử hữu hạn cho những chi tiết tiêu chuẩn, kỹ sư có thể sử dụng mô-đun chuyên dụng để rút ngắn thời gian tính toán và lựa chọn thông số.

Tính toán mối liên kết

APM WinMachine hỗ trợ thiết kế và kiểm tra nhiều dạng liên kết thường gặp trong cơ khí:

• Mối hàn;

• Mối ghép ren và bu lông;

• Mối ghép đinh tán;

• Mối ghép then;

• Mối ghép then hoa;

• Mối ghép có độ dôi;

• Liên kết giữa các chi tiết quay.

Khả năng này đặc biệt hữu ích trong thiết kế khung máy, thiết bị công nghiệp, hệ thống truyền động và kết cấu cơ khí tổ hợp.

Phân tích động học và động lực học cơ cấu

Phần mềm có thể mô phỏng hoạt động của cơ cấu đòn và xác định sự thay đổi của các đại lượng theo thời gian, bao gồm:

• Chuyển vị tuyến tính;

• Chuyển vị góc;

• Vận tốc và gia tốc;

• Lực;

• Mô-men.

Kết quả giúp kỹ sư đánh giá nguyên lý chuyển động và tải tác dụng lên từng bộ phận trước khi hoàn thiện thiết kế.

Phân tích đa vật lý

Cấu hình APM WinMachine MultiPhysics mở rộng phạm vi tính toán sang các quá trình vật lý, bao gồm:

• Truyền nhiệt ổn định và không ổn định;

• Dòng chảy chất lỏng và khí;

• Phân tích trường điện từ;

• Tính toán mạch điện;

• Phân tích ứng suất – biến dạng kết hợp truyền nhiệt;

• Phân tích kết cấu kết hợp dòng chảy;

• Phân tích kết hợp kết cấu, nhiệt và dòng chảy.

Các tùy chọn bổ sung của hệ thống còn bao gồm phân tích phi tuyến, vật liệu composite, độ bền mỏi, phân tích điều hòa, tối ưu hóa topology và tính toán dòng chảy.

APM WinMachine có thể thay thế ANSYS hoặc Abaqus không?

ANSYS và Abaqus là những nền tảng mô phỏng quy mô lớn với hệ sinh thái rất rộng, được sử dụng cho nhiều bài toán nghiên cứu và phân tích phi tuyến chuyên sâu. Vì vậy, không nên hiểu APM WinMachine là giải pháp thay thế hoàn toàn hai phần mềm này trong mọi trường hợp.

APM WinMachine phù hợp để thay thế trong các nhóm bài toán như:

• Phân tích tĩnh và độ bền kết cấu cơ khí;

• Kiểm tra ổn định;

• Phân tích dao động;

• Tính toán độ bền mỏi;

• Phân tích nhiệt;

• Một số bài toán phi tuyến và đa vật lý;

• Tính toán chi tiết máy và bộ truyền;

• Thiết kế, kiểm tra mối liên kết;

• Tính toán cơ cấu và hệ thống truyền động.

Lợi thế của APM WinMachine nằm ở việc kết hợp CAE với các mô-đun tính toán máy chuyên dụng. Đối với doanh nghiệp cơ khí, đây có thể là một quy trình trực tiếp hơn so với việc phải thiết lập mọi bài toán từ đầu trên một nền tảng mô phỏng tổng quát.

Trong khi đó, những bài toán có mức độ phi tuyến rất cao, mô hình vật liệu đặc biệt, va chạm phức tạp hoặc yêu cầu quy trình đã được khách hàng quy định bằng ANSYS/Abaqus cần được đánh giá riêng trước khi chuyển đổi.

Ứng dụng của APM WinMachine

APM WinMachine có thể được sử dụng trong:

• Thiết kế máy và dây chuyền sản xuất;

• Thiết kế khung máy và kết cấu hàn;

• Thiết kế hộp giảm tốc và hệ thống truyền động;

• Kiểm tra trục, ổ, bánh răng và bộ truyền;

• Phân tích thiết bị nâng hạ;

• Thiết kế thiết bị dầu khí và hóa chất;

• Phân tích phương tiện giao thông;

• Tính toán thiết bị công nghiệp;

• Phân tích kết cấu trong ngành năng lượng;

• Nghiên cứu, đào tạo và giảng dạy cơ khí.

Đối tượng phù hợp

Giải pháp phù hợp với:

• Doanh nghiệp cơ khí chế tạo;

• Nhà sản xuất máy và thiết bị;

• Phòng thiết kế và nghiên cứu phát triển;

• Kỹ sư tính toán CAE;

• Kỹ sư thiết kế cơ khí;

• Đơn vị sản xuất thiết bị công nghiệp;

• Trường đại học và cơ sở đào tạo kỹ thuật;

• Doanh nghiệp đang tìm kiếm giải pháp thay thế ANSYS hoặc Abaqus với chi phí hợp lý hơn.

Lựa chọn APM WinMachine theo đúng bài toán doanh nghiệp

Điểm mạnh của APM WinMachine không chỉ nằm ở số lượng dạng phân tích mà còn ở cách kết hợp các bài toán phần tử hữu hạn với tính toán chi tiết máy và cơ cấu.

Đối với doanh nghiệp cơ khí, phần mềm có thể giúp đưa hoạt động kiểm tra kỹ thuật đến gần hơn với quá trình thiết kế, giảm phụ thuộc vào tính toán thủ công và hạn chế việc phải sử dụng nhiều phần mềm rời rạc.

Trước khi triển khai, doanh nghiệp nên xác định rõ dạng tải, mô hình vật liệu, yêu cầu tiêu chuẩn, định dạng dữ liệu và mức độ phức tạp của bài toán. TechAZ có thể hỗ trợ lựa chọn cấu hình APM WinMachine phù hợp và đánh giá khả năng thay thế quy trình ANSYS hoặc Abaqus hiện tại.

Liên hệ TechAZ để được tư vấn cấu hình, khả năng ứng dụng, báo giá và phương án triển khai APM WinMachine.

CÔNG TY CỔ PHẦN TECHAZ
Văn phòng giao dịch: Shophouse SH2-16, Khu đô thị Centa Riverside, phường Từ Sơn, TP. Bắc Ninh
Hotline: 0979 596 954
Email: info@techaz.com.vn
Website: https://techaz.com.vn