SIMULIA: Soluciones avanzadas de ingeniería y diseño de neumáticos

Si alguna vez ha conducido o viajado en un vehículo, o ha visitado cualquier zona poblada, habrá experimentado congestión de tráfico. El número de vehículos y conductores en la carretera es extremadamente alto, y las malas noticias para los conductores estresados es que se espera que esta cifra siga aumentando en los próximos años. De hecho, analistas de la industria predicen que los kilómetros recorridos por vehículos a nivel mundial se duplicarán hasta alcanzar 20 billones para 2030. Aunque esto pueda preocupar por el medio ambiente, es una buena noticia para fabricantes de automóviles y neumáticos.

Retos en el diseño de neumáticos

Esto no tiene por qué ser una catástrofe ambiental, ya que los automóviles avanzan hacia la electrificación. Este cambio, junto con el movimiento hacia vehículos autónomos, presenta nuevos retos para la mayoría de fabricantes, incluidos los de neumáticos, ya que la demanda de su producto sigue creciendo, al igual que las regulaciones y la tecnología que impulsan neumáticos más «verdes» y conectados.

Al diseñar un neumático de calidad, muchos factores deben considerarse. El principal es el llamado «Triángulo Mágico», compuesto por agarre en mojado, resistencia al desgaste y resistencia a la rodadura. Surgen desafíos como compensaciones entre estos factores: agarre en mojado vs. seco, agarre vs. desgaste, desgaste vs. resistencia a la rodadura, etc. Otras variables incluyen arrastre aerodinámico, ruido y vibración.

Coste de las pruebas y condiciones variables

Probar estos factores tiene un alto coste para los ingenieros, cuyo trabajo se complica aún más por la necesidad de predecir el rendimiento en condiciones variables, como temperaturas extremas. Por ejemplo, el frío extremo puede hacer que los neumáticos pierdan presión, mientras que el calor extremo conlleva riesgo de reventón.

Solución integrada de SIMULIA

SIMULIA ofrece una solución completa e integrada de diseño e ingeniería de neumáticos que aborda todas las facetas del proceso de desarrollo. La solución se centra en dos aspectos principales: el proceso de neumático en verde (ingeniería antes del vulcanizado) y el proceso de neumático vulcanizado (el propio vulcanizado). El vulcanizado es el proceso de aplicar presión al neumático en un molde para darle su forma final, incluida la banda de rodadura. Ambos procesos están estrechamente conectados, requiriendo numerosas iteraciones y optimizaciones.

Una vez diseñado el dibujo adecuado para el neumático vulcanizado, se realizan múltiples tipos de simulaciones avanzadas para cumplir los objetivos de rendimiento esperados.

Beneficios de la solución

• Proceso totalmente automatizado que permite exploración fácil del espacio de diseño con diseño de experimentos.
• Entorno único que integra procesos de diseño y simulación.
• Simulaciones incluyen co-simulación Abaqus/XFlow para evaluar rendimiento de aquaplaning; PowerFLOW para calcular arrastre aerodinámico; Simpack y Dymola para dinámica de sistemas de vehículo.
• Continuidad y trazabilidad digital completa entre disciplinas.
• Más ciclos de verificación en el mismo tiempo, con mayor confianza.

Esta solución integrada puede reducir el tiempo de evaluación clave del rendimiento del neumático de días y semanas a solo horas. Las simulaciones de alta fidelidad también ofrecen ahorros significativos mediante validación virtual. A medida que aumenta la demanda de neumáticos, estas reducciones de tiempo y coste son críticas para los fabricantes.

El futuro de los neumáticos

Los vehículos tal como los conocemos están cambiando, volviéndose más eficientes y respetuosos con el medio ambiente, con un cambio drástico hacia automóviles eléctricos y autónomos. Sin embargo, una cosa permanece igual: un vehículo, por avanzado que sea, siempre necesitará neumáticos que duren mucho y ofrezcan una conducción segura, cómoda y silenciosa. A medida que se recorren más kilómetros, los ingenieros de neumáticos no solo deben mantener el ritmo de la demanda de cantidad, sino aumentar la calidad para asegurar que los neumáticos soporten el kilometraje extra.