Rudolf Randler is head of simulation at elastomer and polymer component supplier Datwyler.

数字原型能够尽早验证其功能和性能，因为在虚拟空间中可以进行昂贵甚至不可能的真实世界测试。
虚拟产品开发的最终目标是创建一个系统及其组件和部件的精确数字表示，创建一个产品的数字原型，在其所有设计、材料和功能细节中反映现实。
它在特定应用负载下的未来性能可以通过数值模拟尽可能真实地计算出来。
但这种方法还不止于此，因为产品的不同部件和部件的制造过程同样可以被模拟，这样与生产相关的几何缺陷、与工艺相关的残余应力或材料的不均匀性和各向异性也可以被真实地再现。
数字原型能够尽早验证其功能和性能，因为在虚拟空间中可以进行昂贵甚至不可能的真实世界测试。
模拟有助于理清复杂的依赖关系，并将其减少到几个相关的关键组件和流程，最终减少对物理原型的需求。
数字原型可以直接改变设计、材料和边界条件，以及快速的迭代优化步骤，减少工程更改的范围和工作量，并产生正确的首次态度。
其他方面包括预测可能的失效模式和修改以减少失效趋势，预测可能的加工问题并在零件和模具设计中解决它们。
数字原型与模拟相结合，可显著缩短上市时间，降低开发成本，提高制造工艺效率，提高产品质量，并实现整个供应链的高效协作。
物质知识是关键
在模拟开始时，根据应用的不同，需要考虑材料行为的不同方面，如静态或动态材料特性、温度依赖性、流体阻力和膨胀、动态行为、磨损、疲劳和断裂行为。
为了使所有这些信息流到模拟中，需要为决定性的材料性能选择合适的测试方法。材料需要以最高的精度进行测试，以确保最佳的数据质量。
模拟的使用不仅限于产品的功能和性能问题，还可以对产品的制造过程进行模拟。就橡胶加工而言，成型过程模拟未固化弹性体材料的性能，如粘度、热容量和导热系数，以及化学交联反应(硫化)的动力学需要知道。
为了实现这一点，需要开发合适的实验室实验和模型，以便将简单负载情况下的基本材料测试结果转换为应用中实际负载情况下的行为。模拟的最大挑战仍然是在广泛应用中的疲劳行为和产品寿命预测。因此，对结合不同物理现象和相互作用的多物理模拟、嵌入式电子设备(如传感器)的模拟以及摩擦学主题(如在密封件和移动对位部件之间的界面上作用的流体膜)的需求日益增加。
随着行业走向完全自动化，这些方法变得越来越重要，使得新产品的开发比以往任何时候都更准确、更快和更定制化。

来源：europe.autonews.com

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