Simulation
Auslegung
Konstruktion
Strukturmechanische Simulation (FEM)
Begleitend zur Konstruktion führen wir Festigkeitsanalysen mittels FEM-Simulationen durch. Ansys Workbench und Siemens Simcenter 3D unterstützen uns dabei, stark belastete Bauteile zu optimieren und Nachweise für deren Einsatz im Seriengebrauch zu erstellen.
Basis dafür sind 3D Daten von Bauteilen oder gesamten Baugruppen, welche mit finiten Elementen vernetzt werden. Gemäss der jeweiligen Analyseart und dem Analyseziel werden die Interaktion mit der Umgebung (Lastfall), die Eigensteifigkeiten, die Lagerungen und Kontaktbedingungen berücksichtigt. Diese Randbedingungen und die Werkstoffeigenschaften definieren das Berechnungsmodell.
Nach dem die Simulation konvergiert, werden im Postprocessing Spannungen, Dehnungen und Verschiebungen ausgewertet. Dabei lassen wir erforderliche Sicherheitsfaktoren, Beiwerte sowie eine einsatzspezifische Auswertung einfliessen. Alle diese Faktoren werden schliesslich verarbeitet und als Ergebnis dargestellt. Nun können Aussagen über anwendungsspezifische Anforderungen erstellt werden.
Basis dafür sind 3D Daten von Bauteilen oder gesamten Baugruppen, welche mit finiten Elementen vernetzt werden. Gemäss der jeweiligen Analyseart und dem Analyseziel werden die Interaktion mit der Umgebung (Lastfall), die Eigensteifigkeiten, die Lagerungen und Kontaktbedingungen berücksichtigt. Diese Randbedingungen und die Werkstoffeigenschaften definieren das Berechnungsmodell.
Nach dem die Simulation konvergiert, werden im Postprocessing Spannungen, Dehnungen und Verschiebungen ausgewertet. Dabei lassen wir erforderliche Sicherheitsfaktoren, Beiwerte sowie eine einsatzspezifische Auswertung einfliessen. Alle diese Faktoren werden schliesslich verarbeitet und als Ergebnis dargestellt. Nun können Aussagen über anwendungsspezifische Anforderungen erstellt werden.
Lineare und nichtlineare Simulationen
Bei linearen Simulationen verhalten sind Belastungen und Verformungen proportional zueinander. Sie werden bei kleinen Deformationen und ersten Abschätzungen eingesetzt. Zudem werden Modalanalysen auf Basis von linearen Berechnungsmodellen durchgeführt.
Nichtlineare Simulationen sind komplexer und brauchen mehr numerische Kapazität. Es gibt drei Fälle, welche nichtlineare Modelle benötigen.
Nichtlineare Simulationen sind komplexer und brauchen mehr numerische Kapazität. Es gibt drei Fälle, welche nichtlineare Modelle benötigen.
- Verhalten sich die Materialien nicht linear wie beispielweise viele Metalle im elastischen Bereich, müssen spezielle Materialmodelle verwendet werden. Dies können einfache ideal elastische - ideal plastische Modelle bei Versagensanalysen bis hin zu komplexen hyperelastischen Modellen bei Elastomeren sein.
- Entsteht an einer Geometrie grosse Deformationen ergeben sich geometrische Nichtlinearitäten. Diese werden im Berechnungsmodell erfasst.
- Falls ein Kontakt oder mehrere Kontakte auftreten, welche den Zustand während der Simulation ändern (z.B. offen / geschlossen), sind diese Bedingungen nichtlinear.
Statische und dynamische Festigkeitsberechnung
Konstruktionsbegleitende Unterstützung und Überprüfung
Auslastungsgrad, Ermittlung von technischen Sicherheiten
Ursachenfindung und Schadensanalysen
Nachweise
Sicherstellung Qualität
Strömungssimulation (CFD)
Begleitend zum Konzept führen wir Strömungssimulationen mittels CFD-Software durch. Flow Science mit Flow-3D unterstützt uns dabei, Ablösungen und stark belastete Stellen zu erkennen und strömungsoptimierte Geometrien zu erzeugen.
Als Basis dienen 3D Daten von Bauteilen (Festkörper) und Nachmodellierungen der Hohlräume (Medium), welche mit finiten Volumen vernetzt werden. Die Vernetzung erfolgt mittels Netzblöcken und ist auf die jeweils dünnsten Querschnitte abzustimmen.
Gemäss der jeweiligen Analyseart und dem Analyseziel werden die Interaktion mit der Umgebung (Lastfall), die Viskosität des Mediums und weitere physikalischen Eigenschaften sowie der Aggregatzustand berücksichtigt. Diese Parameter definieren das Berechnungsmodell.
Nach dem die Simulation konvergiert, werden im Postprocessing unter anderem das Strömungsverhalten, Einwirbelungen und Temperaturverläufe ausgewertet. Dabei lassen wir erforderliche Sicherheitsfaktoren, Beiwerte sowie eine einsatzspezifische Auswertung einfliessen. Alle diese Faktoren werden schliesslich verarbeitet und als Ergebnis dargestellt. Nun können Aussagen über anwendungsspezifische Anforderungen erstellt werden.
Als Basis dienen 3D Daten von Bauteilen (Festkörper) und Nachmodellierungen der Hohlräume (Medium), welche mit finiten Volumen vernetzt werden. Die Vernetzung erfolgt mittels Netzblöcken und ist auf die jeweils dünnsten Querschnitte abzustimmen.
Gemäss der jeweiligen Analyseart und dem Analyseziel werden die Interaktion mit der Umgebung (Lastfall), die Viskosität des Mediums und weitere physikalischen Eigenschaften sowie der Aggregatzustand berücksichtigt. Diese Parameter definieren das Berechnungsmodell.
Nach dem die Simulation konvergiert, werden im Postprocessing unter anderem das Strömungsverhalten, Einwirbelungen und Temperaturverläufe ausgewertet. Dabei lassen wir erforderliche Sicherheitsfaktoren, Beiwerte sowie eine einsatzspezifische Auswertung einfliessen. Alle diese Faktoren werden schliesslich verarbeitet und als Ergebnis dargestellt. Nun können Aussagen über anwendungsspezifische Anforderungen erstellt werden.
Füllsimulationen von Druckgussbauteilen
Flow-3D wird in der Füllsimulation von Aluminium-Druckguss eingesetzt, um das Verhalten von flüssigem Metall beim Giessvorgang zu simulieren. Dabei wird eine Vorhersage des Füllverhaltens und den damit verbundenen Herausforderungen, wie z.B. Porosität, Gaseinschlüsse, Erstarrungsanteile, Oxidbildung und Temperaturverlust ermöglicht.
Durch diese Simulationen können Techniker, Ingenieure und Designer verschiedene Varianten und Prozessparameter erörtern. Die Bauteil-, Anguss- und Überlaufgeometrie kann dabei so optimiert werden, dass das Prozessfenster für gute Bauteilqualität offen und stabil gehalten werden kann. Die CFD-Analyse ermöglicht es zudem, den Einfluss von Parametern wie Temperatur, Geschwindigkeit und Druck zu bewerten und diese entsprechend zu optimieren.
Durch diese Simulationen können Techniker, Ingenieure und Designer verschiedene Varianten und Prozessparameter erörtern. Die Bauteil-, Anguss- und Überlaufgeometrie kann dabei so optimiert werden, dass das Prozessfenster für gute Bauteilqualität offen und stabil gehalten werden kann. Die CFD-Analyse ermöglicht es zudem, den Einfluss von Parametern wie Temperatur, Geschwindigkeit und Druck zu bewerten und diese entsprechend zu optimieren.
Füllsimulationen von Kokillengussbauteilen
Squeeze Casting
Füllvorgänge mit freien Oberflächen
Strömungsberechnungen mit Flüssigkeiten, Gasen oder Fluidgemischen
Simulation
Konstruktion
