RU EN

Кинематическая и многотельная динамика

В X-High Group мы используем разнообразный портфель коммерчески доступных и специализированных программных решений, а также собственный опыт для решения проблем моделирования механизмов, регулярного анализа сложных нелинейных кинематических и развертываемых систем.

Анализ механизмов ставит множество уникальных задач, включая необходимость точного моделирования взаимодействия нескольких тел через шарниры, подшипники, контакты, зубчатые передачи и другие ограничения. Кинематический анализ является важным элементом в понимании работы механизма и нагрузок, так же как и оценки прочности и динамики конструкции, которые обычно зависят от конфигурации механизма. Гибкие многотельные системы, такие как развертываемые антенны и солнечные батареи, особенно сложно моделировать, поскольку они требуют как шарнирной способности кинематических соединений, так и гибкого элемента, который может иметь значительную нелинейность.

Робототехника и структура управления

Мы рассматриваем области робототехники и управления с мультидисциплинарной точки зрения, в которой объединяются кинематика, динамика и системы управления, для того, чтобы сформировать задачу, решаемую с помощью множества возможных аппаратных и программных решений.

Обладая разнообразными знаниями в этой и смежных областях и достаточным опытом, команда робототехники и средств управления в X-High поддерживает как услуги для промышленных клиентов, так и исследования и разработки в области технологий. Наши услуги включают проектирование систем управления, разработку физических моделей, проектирование механических систем и эксплуатационные испытания. Мы активно поддерживаем клиентов в таких отраслях, как развлечения, аэронавтика и обработка материалов.

Нагрузки и динамика

Инженеры X-High имеют все навыки и инструменты, необходимые для решения сложных и комплексных задач нагрузок и динамики, обычно с использованием передовых вычислительных методов, включая анализ конечных и граничных элементов, статистический анализ энергии, вычислительную гидродинамику и механизмы.

Мы работали со многими коммерческими и государственными заказчиками в различных областях, включая авиакосмическую промышленность и производство потребительских товаров. X-High может помочь от определения нагрузок и условий окружающей среды, которым подвергается ваша конструкция, до прогнозирования динамической реакции и изменения конструкции в соответствии с требованиями.

Тепловые и аэротермические исследования

Когда система становится слишком горячей или холодной или постоянно проходит цикл в большом диапазоне температур в течение срока службы, часто возникают механические проблемы, такие как деформация конструкции, отказ конструкции и отказ оборудования.

Благодаря высокому техническому опыту в области проектирования конструкций, мы также обладаем обширным опытом в области термического анализа аэрокосмических и электронных систем и применения результирующих тепловых нагрузок в наших расчетных моделях конструкций. Кроме того, X-High может выполнять многопрофильные термические и структурные расчеты.

Тепловой анализ

X-High имеет обширный опыт в аэрокосмических системах, включая определение условий солнечного излучения и орбитальной механики для спутников и других орбитальных систем, интеграцию полезной нагрузки, анализ перед запуском, всплытием и возвращением, а также использование специальных аэрокосмических материалов, включая абляционные материалы. Для наземных систем мы обычно анализируем электронные системы с принудительным или естественным конвекционным охлаждением. Мы используем наши инструменты анализа для разработки систем управления температурным режимом для различных продуктов, от мощных лазеров до компактных аккумуляторных блоков.

X-High обеспечивает термический и сопряженный жидкостно-термический анализ, а так же поддержку проектирования на различных уровнях точности в зависимости от области применения. Эта поддержка включает в себя:

  • Термический анализ на уровне чипа
  • Термический анализ на уровне платы
  • Компонент управления теплом
  • Термический анализ на уровне системы

Нашими основными инструментами анализа являются Thermal Desktop, NX Thermal, Femap Advanced Thermal Solver, Star-CCM +, а также модули TMG™ и ESC™ серии Siemens I-deas® NX, которые позволяют моделировать проводимость, конвекцию, излучение и полностью связанные сопряженные проблемы теплопередачи.

В дополнение к нашему опыту использования коммерческих инструментов для теплового моделирования и анализа, X-High обладает обширным опытом разработки инструментов, скриптов и программного обеспечения, выходящих за рамки стандартных коммерческих возможностей. Компания X-High разработала коммерческое программное обеспечение, позволяющее отображать пространственно изменяющиеся данные, такие как температура, давление и тепловой поток, по моделям, специально созданным для вычислительной гидродинамики (CFD), виброакустики, термического или структурного анализа. X-High часто разрабатывает пользовательские подпрограммы, позволяющие моделировать сложный нагрев, например, химические реакции, или моделировать активные системы терморегулирования. X-High также использует язык интерфейса прикладного программирования (API) в программном обеспечении, таком как Femap и Thermal Desktop, для создания инструментов, автоматизирующих моделирование, анализ и обработку данных для больших моделей и наборов аналитических данных. Эти инструменты API, которые значительно повышают продуктивность наших инженеров, предоставляются нашим клиентам в качестве конечного результата проекта.

Оптомеханика

Широко используемые в научных, оборонных и коммерческих сферах, оптические системы часто имеют жесткие требования к выравниванию и форме, которые должны соблюдаться, несмотря на наличие статических, динамических и тепловых нагрузок. Эти требования часто объединяют оптическую, структурную и тепловую области и требуют совместного подхода для оптимизации производительности системы.

Например, оптический прибор внутри космического корабля должен отвечать ряду требований:

  • Быть достаточно прочным, чтобы выдерживать статические и динамические нагрузки
  • Функционировать после воздействия экстремальных температур
  • Соответствовать оптическим требованиям при любых нагрузках (динамических, статических или тепловых) за счет минимизации искажений и относительных смещений
  • Быть спроектированным таким образом, чтобы требования к предстартовой настройке, калибровке и испытаниям могли быть выполнены в контексте более крупной системы
  • Быть достаточно легким, чтобы соответствовать требованиям массы

Для достижения этих целей разработка продукта проходит через различные этапы, включающие как анализ, так и тестирование. X-High имеет опыт работы в качестве тесно интегрированной междисциплинарной инженерной группы для предоставления услуг по анализу и тестированию наземных, воздушных и космических оптико-механических систем на протяжении всего цикла проектирования, чтобы подтвердить, что конструкция прибора может соответствовать предполагаемым функциональным возможностям при различных условиях эксплуатации. Эта поддержка включает в себя первоначальное определение динамических и тепловых сред, проектирование на основе анализа для оптимизации структурных и оптических характеристик, а также тестирование для корреляции аналитических моделей и аттестации подсистем для их рабочих и квалификационных сред.

Мультифизика

X-High разработала высокоточные, тесно интегрированные возможности мультифизического анализа для выполнения аэротермоупругого моделирования аэрокосмических конструкций.

В методах X-High используется набор связанных программных инструментов, созданных для моделирования реакции этих структур. Этот подход улучшает традиционные несвязанные методы за счет интеграции кодов вычислительной гидродинамики (CFD) с кодами вычислительной структурной динамики (CSD) в форме полностью связанного взаимодействия жидкости и конструкции (FSI). Мы интегрировали модуль совместного моделирования SIMULIA в несколько высокоточных кодов CFD, чтобы развить мультифизические возможности с использованием Abaqus для решения аэротермоупругих задач FSI. ATA также разработала собственный решатель структурной динамики и объединила его с несколькими кодами CFD.

Гиперзвук

Гиперзвуковая среда создает экстремальные технологические проблемы для аэрокосмических аппаратов, которые должны выдерживать большие аэродинамические нагрузки в непомерных и устойчивых тепловых средах, требуя прочности при минимальном весе для достижения целей по скорости и дальности полета.

Благодаря сотрудничеству с несколькими компаниями и организациями, X-High разработала набор инструментов, которые играют фундаментальную роль в проектировании, моделировании и анализе гиперзвуковых транспортных средств. Эти инструменты включают в себя мультифизический движок, способный соединять решатели физики высокой точности для захвата сложной обратной связи по флюидной, тепловой, структурной и термохимической динамике, возникающей между летательным аппаратом и гиперзвуковой средой; инструмент для определения характеристик материалов, который использует машинное обучение для прогнозирования характеристик ряда композитных материалов, обычно используемых в гиперзвуковых приложениях; и инструмент, который точно прогнозирует переходные воздушные нагрузки в высокоскоростной аэродинамической трубе, действующие на испытательные изделия, чтобы способствовать более эффективным кампаниям наземных испытаний и снизить риски для объектов и программных бюджетов.