設計仿真 | 橡膠-金屬粘合部件的FEA解決方案
|
關于 Ferrabyrne Ferrabyrne成立于1970年,坐落在英國,為全球大多數主要OEM鐵路公司提供懸掛系統和橡膠-金屬組件(RTM)設計服務和制造。RTM部件的主要功能是將車體與轉向架隔離,以限制進入旅客車廂內的噪音和振動。這些部件提供的不僅僅是舒適和安靜的乘坐體驗,它們還被歸類為安全關鍵部件,因為它們在軌道車輛的動力學中起著巨大的作用。除鐵路行業外, Ferrabyrne還為商用車懸架行業以及工業、軍事、可再生能源和休閑用品提供部件。Ferrabyrne在其設計和制造中采用了現代技術,是一家通過IRIS認證的ISO 9001:2015公司。在Ferrabyrne ,有10%的員工是工程師,其中許多人使用Marc。工程師們期待著未來的技術挑戰,例如使用更好的阻尼組件降低噪音,并探索需要他們專業知識的新工業應用,如風能等橡膠-金屬粘合底座。 |
挑 戰
|
很少有工程公司提供從定制設計、工程開發、測試和制造到部件維修、狀態評估和壽命延長的端到端客戶服務。對于集成關鍵組件的公司來說,這可能意味著設計、制造和在役之間的差異。要成為一家在所有這些不同領域擁有廣泛專業知識的成功工程公司,Ferrabyrne需要利用最高效的模擬工具。 因為涉及富有挑戰性的幾何、超彈性材料和接觸非線性,提供準確的非線性 FEA 報告對于支持“一次性”原型設計和驗證至關重要。這些結果是在設計過程的早期獲得的,并為還需要驗證自己的車輛動力學的客戶提供清晰,準確和及時的數據。 Ferrabyrne舉了一個例子,一位客戶制造了一列火車,并且即將將車輛交付給客戶。在最后的測試中,他們發現橫向剛度太低;車身明顯地左右移動。為了定制的解決方案來糾正不必要的移動,避免失去軌道車輛銷售的風險,他們很快來到Ferrabyrne 。 |
解決方案
|
橡膠-金屬襯套專門采用非線性FEA預測徑向、扭轉和錐形行為。然后,Ferrabyrne可以自信地向客戶提供多種材料組合,根據應用的強度、重量、物理尺寸和成本限制,封裝優化的選擇。模擬在預測襯套的預期壽命以及延長服務間隔以減少服務數量從而降低運營成本的能力方面也發揮著重要作用。 Ferrabyrne在兩年前首次引入了海克斯康的非線性FEA求解器Marc,隨后設計過程就有了重大改進。用模擬代替物理測試提高了生產率,這讓Ferrabyrne的工程師們對他們按時在預算內交付項目的能力更有信心,從而提高了對客戶的服務水平。 在將Marc作為分析工具之前,Ferrabyrne工程師需要花費大量時間和金錢,根據物理測試數據迭代地重新設計其組件。在將MARC作為他們的分析工具后,Ferrabyrne工程師可以盡早了解組件的行為,從而減少甚至有時消除重新設計和重新測試的需要。 通過在同一個軟件中執行工作流程的每一步,Ferrabyrne的工程師能夠通過優化關鍵設計標準如多軸剛度比率、應力/應變水平、峰值撓度或疲勞壽命,更好地滿足客戶的要求。Ferrabyrne的工程師也可以改變這一工作流程,使用Marc對在役車輛進行改進設計。高級設計工程師馬克斯·布拉德利(Max Bradley)表示:“使用Marc,我們可以快速、高效地設計出滿足客戶所有需求的系統。” 因此,Ferrabyrne的全球客戶相信,這些部件在整個動力總成中的功能將完全符合預期。 |
結 果
|
采用強大、可靠、準確和高性能的非線性FEA軟件Marc,使Ferrabyrne節省了大量的工程時間,從而能夠更專注于未來的新挑戰。 定制材料和定制化合物,以及非常小心控制的粘合過程和相應的硫化方法,也在Ferrabyrne的橡膠-金屬粘合組件中發揮了重要作用因此,它們因其安全關鍵部件的耐久性而受到國際信賴。10多年來,該公司生產的部件沒有發生粘結失效,這也使他們能夠根據新的行業安全法規和安全挑戰進行實施和設計,例如開發符合EN45545消防安全標準的橡膠化合物,以及市場領先的低蠕變化合物,以獲得最佳的產品壽命。 一段時間以來,鐵路行業一直以電氣為主,現在越來越重視消防安全。雖然柴油和電動車輛的設計和工程流程的許多部分相似,但越來越需要靠近熱源的安裝件等部件。依據在Marc非線性材料建模方面的專家經驗,使Ferrabyrne在戰略上做好了準備,可以用新型耐火化合物處理重新設計的組件。利用Marc的FEA優化許多不同新化合物剛度和強度的實驗研究,只需上傳關鍵材料特性,如Mooney Rivlin模型參數,即可幫助Ferrabyrne加速整個設計和驗證過程。 對于Ferrybryne,已經可以不需為贏得業務將物理測試作為定制組件設計的一部分工作了。物理測試包括獲取材料屬性、制造模具、制造組件、測試組件以及根據測試結果重新設計。物理測試需要考慮時間和成本,僅一個模具就需要4-6周的生產時間。 通過仿真進行自信的設計對于能夠在交付車輛所需的時間范圍內滿足客戶的特定要求至關重要。Ferrabyrne能夠使用Marc為客戶提供全面的剛度曲線,使他們能夠將數據輸入到自己的模擬中,例如“吸血鬼”,以檢查零件是否集成到更廣泛的系統中。最終,這個鐵路客戶能夠按時交付列車。也多虧了Ferrabyrne,我們現在都能享受到更平穩、更安全的旅程。 |
工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP




















