+7 499 113 71 60
Сертификат
качества
Бесплатная
консультация
Лидер
в области
Связаться

Полимерные композиты

Инженерные расчеты полимерных и композитных изделий

Инженерное бюро ПКТ выполняет расчет изделий и конструкций из полимерных и композитных материалов методом МКЭ, подбор материалов, моделирование процессов формообразования, расчет оснастки и исследование свойств материалов.

Помогаем решать задачи на этапах разработки изделия: от подбора материала и расчета конструкции до моделирования технологического процесса. Используем инженерные расчеты, метод конечных элементов (МКЭ), численное моделирование и экспериментальные методы исследования.

Картинка расчет слоистого композита

ВЫБОР И РАСЧЕТ МАТЕРИАЛОВ

Тщательный и систематический процесс выбора материалов — это реальная инвестиция в качество, безопасность, экономичность и устойчивость продукта или конструкции.

Наши инженерные услуги

Подбор и расчёт полимерных и композитных материалов

Помогаем выбрать материал с учётом требований к изделию, условий эксплуатации и технологии производства.

Рассматриваем механические, температурные и другие свойства полимеров и композитов. При необходимости выполняем расчёт и сравнение вариантов материалов для конкретной конструкции.

Решаем задачи:

  • подбор полимерного материала для изделия;
  • сравнение нескольких материалов;
  • подбор инженерных пластиков;
  • выбор материалов для композитных конструкций;
  • оценка свойств материала при заданных условиях эксплуатации;
  • определение влияния свойств материала на работу изделия.

Полимерные композитные технологии

РАСЧЕТ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

Анализ поведения изделий, структур и конструкций в условиях эксплуатации проводится путем расчетов и симуляций. Для оценки прочности, жесткости и надежности, минимизации массы и стоимости используется метод конечных элементов (МКЭ).

Проводим инженерный расчёт полимерных, пластиковых, композитных и гибридных изделий и конструкций методом конечных элементов.

Расчёты позволяют оценить поведение изделия под действием эксплуатационных нагрузок, определить напряжения и деформации, проверить прочность и жёсткость конструкции и выявить потенциально проблемные зоны.

Выполняем расчёты:

  • пластиковых и полимерных деталей;
  • композитных изделий и конструкций;
  • прочности и жёсткости;
  • напряжённо-деформированного состояния;
  • деформаций и перемещений;
  • статических и динамических нагрузок;
  • конструкций сложной формы;
  • отдельных деталей и сборочных единиц.

Расчёт может использоваться как при разработке нового изделия, так и для проверки или оптимизации существующей конструкции.

Картинка injection-molding-simulation

ВЫБОР И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ

Проводится на основе анализа конструкции изделия, структуры и свойств материала, условий эксплуатации предполагаемого изделия.  Параметры процесса формообразования, а также геометрия самого изделия оптимизируются с помощью технологических расчетов и симуляции.

Численное моделирование технологического процесса позволяет оценить, как конструкция, материал и параметры производства влияют на качество готового изделия.

Анализируем процесс формообразования и подбираем рациональные технологические решения ещё до изготовления дорогостоящей оснастки или проведения серии экспериментальных запусков.

Исследуем:

  • заполнение формы;
  • течение полимерного материала;
  • влияние технологических параметров;
  • усадку;
  • коробление;
  • возможные технологические дефекты;
  • влияние конструкции изделия на процесс;
  • влияние свойств материала;
  • варианты оптимизации технологии.

Моделирование позволяет принимать инженерные решения на основе расчётов и снижать количество дорогостоящих итераций при разработке изделия.

Выбор и расчет оснастки и оборудования

ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНАСТКИ И ОБОРУДОВАНИЯ

Выбор и расчет оснастки и оборудования, выбор необходимогоо инструмента, правильное его конструирование, особенно в контексте разработки продукта, выбора материала и производственных процессов, является решающим шагом, который влияет на эффективность, качество и стоимость всего проекта.

Помогаем выбрать и рассчитать технологическую оснастку с учётом конструкции изделия, выбранного материала и производственного процесса.

Рассматриваем оснастку как часть единой системы «изделие — материал — технология», что позволяет учитывать взаимное влияние конструкции, материала и производственных параметров.

Задачи могут включать:

  • выбор технологической оснастки;
  • расчёт элементов оснастки;
  • анализ конструкции;
  • выбор технологического оборудования;
  • оценку вариантов технологических решений;
  • оптимизацию конструкции оснастки.

Экспериментальные исследования материалов

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Экспериментальные исследования проводятся для более детального изучения свойств материала. Для каждого конкретного случая рассматриваются определенные испытания образцов и изделий.

Расчётные модели требуют достоверных исходных данных о материале. Поэтому для решения инженерных задач могут применяться экспериментальные исследования свойств полимеров и композитов.

Подбираем программу исследований в зависимости от задачи, материала и условий эксплуатации изделия.

Исследования могут включать:

  • механические свойства;
  • температурные характеристики;
  • термические свойства;
  • динамические свойства;
  • исследование поведения материала при различных условиях;
  • испытания образцов и изделий.

Полученные экспериментальные данные могут использоваться для выбора материала, инженерных расчётов и численного моделирования.

Менеджмент и контроль качества продукции

МЕНЕДЖМЕНТ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

Менеджмент качества означает скоординированную деятельность и выбор методов по руководству и управлению организацией в отношении качества. Разработка мер по предотвращению ошибок и сведению к минимуму количества отказов.

Помогаем систематизировать инженерные и производственные решения, связанные с качеством продукции.

Анализируем возможные причины возникновения дефектов и отказов и рассматриваем меры, направленные на повышение стабильности и надёжности продукта.

Работа с качеством может включать анализ конструкции, материала, технологического процесса и условий эксплуатации в комплексе.

Инженерный подход к разработке изделий

При разработке полимерного или композитного изделия важно рассматривать не отдельный расчёт, а взаимосвязь нескольких факторов:

конструкция → материал → технология производства → эксплуатационные нагрузки → качество готового изделия.

Изменение одного из этих факторов может повлиять на остальные.

Поэтому инженерная задача может решаться комплексно: от выбора материала и анализа конструкции до моделирования процесса изготовления и экспериментальной проверки свойств.


Для каких задач выполняются расчёты

Инженерные расчёты и моделирование могут применяться при:

  • разработке новых изделий;
  • модернизации существующих конструкций;
  • снижении массы изделия;
  • повышении прочности и жёсткости;
  • выборе материала;
  • разработке конструкций;
  • анализе причин разрушения или деформации;
  • оптимизации конструкции;
  • разработке технологии производства;
  • анализе технологических дефектов;
  • выборе и оптимизации оснастки;
  • подготовке изделия к производству.

Расчёт изделий до начала производства

Для многих задач численное моделирование позволяет проверить инженерные решения до изготовления опытной партии или дорогостоящей оснастки.

На основании исходных данных можно сравнить несколько вариантов конструкции или материала, определить наиболее нагруженные зоны и оценить влияние конструктивных изменений.

Это особенно важно для изделий сложной формы, деталей из инженерных пластиков и композитных конструкций, где поведение материала может существенно отличаться от поведения традиционных конструкционных материалов.


Что необходимо для начала работы

Для предварительной оценки инженерной задачи обычно полезно предоставить:

  • 3D-модель изделия или чертёж;
  • информацию о материале;
  • условия эксплуатации;
  • нагрузки и закрепления;
  • требования к изделию;
  • информацию о предполагаемой технологии производства;
  • результаты предыдущих расчётов или испытаний, если они имеются.

Если часть данных отсутствует, это можно обсудить отдельно — набор исходных данных зависит от конкретной инженерной задачи.


Результат инженерного расчёта

В зависимости от поставленной задачи результатом работы могут быть:

  • расчётная модель;
  • результаты численного моделирования;
  • распределение напряжений и деформаций;
  • выявленные критические зоны;
  • сравнение вариантов конструкции;
  • сравнение материалов;
  • результаты моделирования технологического процесса;
  • рекомендации по конструкции или технологии;
  • результаты экспериментальных исследований;
  • инженерный отчёт.

Формат и состав результата согласовываются до начала работы.


Почему важно объединять расчёт, материал и технологию

Для полимерных и композитных изделий свойства материала, конструкция и технология производства тесно связаны между собой.

Например, изменение материала может повлиять на жёсткость изделия, его деформации и поведение при изготовлении. В свою очередь, изменение геометрии может изменить не только прочность конструкции, но и технологические характеристики изделия.

Комплексный инженерный анализ позволяет учитывать эти взаимосвязи при разработке продукта.


Обсудим вашу инженерную задачу

Если у вас уже есть 3D-модель, чертёж, описание изделия или результаты предыдущих испытаний — отправьте исходные данные.

Мы определим, какие расчёты, исследования или виды моделирования необходимы для решения задачи.