Cadfem (Suisse) AG: Systemsimulation ersetzt Baugruppensimulation

>> An der jährlich stattfindenden «Ansys»-Konferenz & Schweizer Cadfem-Users' Meeting fand vor allem der künftige Schritt von der Baugruppen- zur Systemsimulation Erwähnung. Die Veranstaltung vom 30. Juni und 1. Juli in Zürich bot neben Fach- und Anwendervorträgen eine Plattform für den Austausch zwischen Hochschule und Industrie.

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DMB Technics AG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

CADFEM (Suisse) AG

mei. Simulations-Tools sind mittlerweile in die verschiedensten Bereiche der Produktentwicklung vorgedrungen. Doch nur isoliert, das heisst, für bestimmte Aufgaben werden jeweils bestimmte Simulationsdisziplinen verwendet. Ein Beispiel: Ein CFD-Programm wird für die Strömungsberechnung (in) einer Komponente eingesetzt. Wenn am gleichen Bauteil gleichzeitig eine andere Belastungsart, z.B. eine mechanische, berechnet werden soll, muss dies in einem separaten Vorgang und eventuell auch mit einem anderen Tool erfolgen.

Produktübergreifende Simulationskonzepte

Der Anwendungsbereich von Simulations-Software steht vor einem Wandel. Ähnlich dem durch die PLM-Philosophie ausgelösten Trend des kollektiven Informationszugangs verschiedener Unternehmensabteilungen (Konstruktion, Fertigung, Dokumentation, Verkauf, Marketing usw.) sollen nun auch im Bereich der Simulation die einzelnen «Teilgebiete» verknüpft berechnet bzw. produktübergreifend betrachtet werden.

Immer mehr entstehen in der Praxis Bedürfnisse, nicht nur isoliert einzelne Komponenten oder Baugruppen, sondern Gesamtsysteme berechnen zu können. Dabei sollen die Eigenschaften und Auswirkungen der Einzelteile untereinander berücksichtigt werden. Denn in einem System müssen die Komponenten und ihre Funktionen ebenso hinsichtlich des gesamten «Produktes» optimiert werden. Erke Wang, Geschäftsführer bei Cadfem Deutschland: «Bis anhin hatte die Komponentensimulation mit der Systemsimulation nichts zu tun. In den nächsten Jahren wird sich dies ändern.»

Multidisziplinäre Simulation

Zukunftsszenarien sprechen aber nicht nur von Multi-Level- (Komponenten, Baugruppen, Systeme), sondern auch von multidisziplinärer (Mechanik, Strömung, Elektromagnetismus, Akustik usw.) Simulation. Denn in der Praxis beeinflussen sich verschiedene Arten von Belastungen oft gegenseitig (eine Strömung verändert z.B. die mechanischen Spannungen in einem Bauteil). Es wird also beispielsweise möglich sein, CFD- und FEM-Aspekte zusammen bzw. integriert zu berechnen. Der Fachbegriff hierzu lautet «System-Coupling».

Die Produktentwicklung kann aber nach wie vor in den «bekannten» Bereichen optimiert werden. Gemäss einer Studie entstehen immer noch 47 Prozent aller Fehler aufgrund zu späten Entdeckens – was mit mehr oder eben übergreifender Simulation verhindert werden kann. Ein anderes Potenzial – genauso die Simulation betreffend – liegt beim Mangel an Rechenleistung: «to out-compete means to out-compute» (sinngemäss in etwa: Es bedarf an grösserer Rechnerperformanz, um den Konkurrenten auszuschalten). Kurz: Mit grösseren Rechnerkapazitäten und der Möglichkeit, Gesamtsysteme zu simulieren, können Produkteigenschaften früher analysiert und dadurch die Konstruktion effizienter gemacht werden.

«Best paper»-Wettbewerb

Am diesjährigen Cadfem-Anwendertreffen fiel der tiefe Altersdurchschnitt der Referenten auf – darunter gab es Vortragende, die sich sogar noch in Ausbildung befinden. Aus diversen Anwendungsbereichen wurden interessante Projekte präsentiert, die mit «Ansys» oder anderen Programmen realisiert worden waren.

Wie jedes Jahr erhielten die vom Publikum gewählten besten Referenten einen Preis: Als bester Vortrag der Kategorie FEM wurde jener von Yves Bidaut (MAN Diesel & Turbo Schweiz AG) gekürt, der die Eigenfrequenzen von offenen Laufrädern berechnet und nachgemessen hatte. Im Bereich CFD hiess der Gewinner Magnus Fischer (ABB Turbo Systems AG), der die Strömung des Gaseintrittsgehäuses eines Turboladers mit dem Ansys «DesignXplorer» optimiert hatte. Neben den Wanderpokalen erhielten die beiden Sieger vom SMM eine Flasche Wein und ein Jahresabo. <<

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