Realistische Simulation

Die Finite-Elemente-Software Abaqus Unified FEA von Dassault Systemes Simulia ist für ihre Qualität bei der Lösung klassischer linearer und nichtlinearer Fragestellungen aus der Strukturmechanik wie etwa Kontakt-lasten oder Materialversagen bekannt. Zunehmend können in Abaqus jedoch auch Phänomene berücksichtigt werden, die bislang in klassischen Finite-Elemente-Anwendungen weniger Berücksichtigung fanden und die realistischen Simulationen neue Möglichkeiten eröffnen.

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Für unterschiedliche Anwendungen haben Unternehmen oft eine spezielle Berechnungs-Software im Hause. Es gibt Berechnungs-Software für jeweils lineare und nichtlineare Festigkeitsberechnungen, für Modalanalysen, für die Crash-Simulation, für Starrkörperdynamik, für Strömungsberechnung, für Lebensdauervorhersage, für Akustik, für Bauteiloptimierung, für Tiefzieh- und Umformprozesse und noch viele mehr.

Nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer unsicheren Wirtschaftsentwicklung und einem gestiegenen Kostendruck läuft ein aktueller Trend in den Berechnungsabteilungen der Unternehmen auf eine Reduzierung dieser Vielfalt an CAE-Berechnungsprogrammen hinaus. Dies schont nicht nur das Budget für Lizenzen und Schulungen. Es hat auch den angenehmen Nebeneffekt, dass damit der «ewigen» Schnittstellenproblematik zwischen einzelnen Anwendungen der Kampf angesagt wird.

Vereinheitlichtes Berechnungsmodell

Die Finite-Elemente-Berechnungs-Software «Abaqus Unified FEA» von Dassault Systemes Simulia greift diesen Trend konsequent auf. Durch Erweiterung des Anwendungsspektrums bei gleichzeitiger Durchgängigkeit des Berechnungsmodells etabliert sie sich zunehmend als die zentrale Berechnungs-Software für strukturmechanische Fragestellungen in den Berechnungsabteilungen der Unternehmen.

Das Grundkonzept von «Abaqus Unified FEA» bedeutet eine Vereinheitlichung der Simulation auf ein Berechnungsmodell und damit die Überwindung der künstlichen Trennung von Analysemethoden. Die Berechnungsschritte laufen nicht mehr voneinander getrennt ab, sondern ? entsprechend dem physikalischen Pendant ? aufeinander aufbauend und unter Verwertung der bereits erreichten Ergebnisse aus dem Vorlastschritt.

Voraussetzung hierfür ist, dass, wie bei Abaqus gegeben, sowohl implizite Analysen, wie sie etwa bei Spannungs- und Eigenfrequenzanalysen zum Einsatz kommen, als auch explizite Analysen, zum Beispiel bei Crash- und Missbrauchsfällen gängiger Lösungsalgorithmen, abgedeckt werden. Denn ist dies nicht gegeben, so sind für die jeweiligen Berechnungsziele unterschiedliche Modelle in möglicherweise komplett anderen Programmen aufzubauen. Die Folge ist nicht nur doppelte Arbeit. Weil die Ergebnisse der einen Simulation der anderen nicht direkt zur Verfügung stehen, werden Genauigkeitsverluste in der Lösung in Kauf genommen, verursacht durch Projizieren von Daten zwischen inkompatiblen Modellformulierungen. Zusätzlich sind systematische Abweichungen der Ergebnisse nicht zu verhindern, weil unterschiedliche Formulierungen von Materialien und Elementen in den Programmen zwangsläufig zu Differenzen bei den Ergebnissen führen.