Komplexe Bewegungsabläufe durch die Integration von flexiblen Körpern realistisch abbilden

Um das Bauteilverhalten exakt abbilden und effektiv optimieren zu können, ist es in einigen Fällen notwendig, die strukturelle Elastizität zu berücksichtigen. Darunter fallen beispielsweise Kontaktprobleme und akustische Probleme. Über die rein kinematische Simulation hinaus wird hier auch das dynamische Verhalten der Gesamtstruktur an Hand von einem virtuellen 3D-Modell analysiert. Die Anzahl der aufwändigen und teuren physischen Versuche kann somit deutlich reduziert werden. Das ist insbesondere dann relevant, wenn die Inbetriebnahme des gesamten Systems unter Last erst beim Endkunden möglich ist.

Um die Elastizität von Wellen, Zahnrädern oder komplexen Bauteilen wie Rotorblättern zu berücksichtigen, werden flexible Körper in das Modell integriert. Je nach Anforderung kann der Detaillierungsgrad dabei variieren: Von einfachen elastischen Elementen wie Federn oder Dämpfern über vereinfachte Kontaktmodelle bis hin zur vollständigen Integration von elastischen Bauteilen. Hierfür wird das MKS-Modell mit einer FEM-Simulation gekoppelt. Zuvor mit SIMULIA Abaqus, ANSYS oder NASTRAN berechnete Einzelkomponenten können direkt integriert werden.

Durch nachgelagerte Analysen, beispielsweise hinsichtlich Lebensdauer oder Akustik, kann die Produktqualität noch weiter verbessert werden.

Typische Anwendungen in diesem Bereich sind:

  • die Analyse von Torsionsschwingungen in Antrieben,
  • die Analyse der Auswirkungen von Spielen und andere fertigungsbedingten Toleranzen,
  • die Analyse der Ausbreitungspfade von Vibrationen in Maschinen,
  • die Identifikation schwingungsgefährdeter Bauteile/Baugruppen in der Entwicklung sowie
  • das virtuelle Testen von verschiedenen Abhilfemaßnahmen.

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Ich unterstütze Sie gerne bei numerischen Simulationen und berate Sie beim Erarbeiten, Optimieren und Automatisieren Ihrer Simulationsprozesse.

Dr.-Ing. Manuel Eckstein