3D PLM Lösungen | SIMULIA

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SIMULIA

Realistische Simulation für Produktoptimierung

SIMULIA ist eine führende Softwarelösung für realitätsnahe Simulation in allen Bereichen der Produktentwicklung, über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Mit einer breiten Palette an Simulationswerkzeugen ermöglicht SIMULIA Ingenieuren und Designern in verschiedensten Branchen die präzise Vorhersage von Materialverhalten, die Optimierung von Strukturen und Systemen sowie die Analyse von Strömungsdynamik, Elektromagnetik und vielen weiteren Disziplinen. Durch den Einsatz modernster Technologien wie z.B. Finite-Elemente-Analyse (FEA), Mehrkörpersimulation (MKS), elektromagnetische Simulation (EMS), akustischer Simulation oder numerische Strömungsmechanik (CFD) hilft SIMULIA, Entwicklungszeiten zu verkürzen, Kosten zu senken und die Qualität von Produkten zu erhöhen.

Anwendungsbereiche

Die Simulation wird heute über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg eingesetzt. Es gibt sieben Einsatzgebiete, die den Großteil des Simulationsmarktes ausmachen und die SIMULIA abdeckt.

1. Simulation von Struktur- und Lebensdauer (Structures & Durability)
Im Bereich Strukturen und Betriebsfestigkeit geht es um die Vorhersage des Verhaltens von Werkstoffen, Bauteilen und Baugruppen unter einer Vielzahl von Belastungsbedingungen. Zur realitätsnahen Simulation von Strukturen wird die numerische Methode der Finite-Elemente-Analyse (FEA) eingesetzt. Methoden der Ermüdungs- und Lebensdaueranalyse werden verwendet, um die Lebensdauer eines Teils oder einer Baugruppe unter realistischen zyklischen Belastungsbedingungen vorherzusagen. Während FEA-Methoden Ihnen sagen können, wo ein Teil versagen wird, sagt Ihnen die Ermüdungsanalyse, wann.

2. Simulation von Mehrkörper-Systemen (Multi-Body Systems Simulation)
Der Bereich Mehrkörper-System-Simulation befasst sich mit der Vorhersage von Bewegungen und Belastungen von Systemen, die aus Körpern (starr und flexibel), Gelenken und Kraftelementen bestehen, von Unterbaugruppen bis hin zur Simulation auf Systemebene.

3. Simulation von Vibro-Akustik (Vibro Acoustics)
Der Bereich Vibro-Akustik betrachtet die Übertragung von Schall und Schwingungen durch Wellenausbreitung in Strukturen, Flüssigkeiten und poroelastischen Materialien.

4. Simulation von Elektromagnetismus (Electromagnetics)
Der Bereich der Elektromagnetik befasst sich mit der Beschaffenheit und Wechselwirkung von statischen und dynamischen elektrischen und magnetischen Feldern über den gesamten Frequenzbereich.

5. Simulation von Flüssigkeiten (Fluids)
Der Bereich „Fluids“ befasst sich mit dem Verhalten von Fluiden – d. h. Flüssigkeiten, Gasen oder Plasmen – im Ruhezustand oder in Bewegung sowie mit den auf sie wirkenden Kräften. Da es keine einzige mathematische Methode gibt, die für alle Arten von Strömungen geeignet ist, sind mehrere sich ergänzende Verfahren der numerischen Strömungsmechanik erforderlich, um diesen Bereich abzudecken. Die beiden dominierenden numerischen Methoden sind die „Reynolds-averaged Navier-Stokes-Methode“ (RANS) und die Lattice-Boltzmann-Methode (LBM).

6. Simulation im Bereich Automation & Optimierung (Automation & Optimization)
Der Bereich der Automatisierung und Optimierung umfasst Methoden zur Verknüpfung verschiedener Softwareprodukte, die in einem Entwicklungsprozess verwendet werden, um den Prozess zu erfassen und zu automatisieren und dann parametrische oder nicht-parametrische Optimierungsmethoden anzuwenden, um den besten Entwurf zu finden.

7. Simulation im Bereich Optik (Optics)
Der Bereich Optik betrachtet das Verhalten und die Eigenschaften der Übertragung und Ablenkung von Licht, einschließlich seiner Wechselwirkungen mit Materie und der Konstruktion von Instrumenten, die es verwenden oder erkennen. Die Optik beschreibt normalerweise das Verhalten von sichtbarem, ultraviolettem und infrarotem Licht.

Ideal für

Ingenieure und Designer in Branchen wie
Automobil & Transport  –  Maschinen- und Anlagenbau  –  High Tech & Elektro  –  Konsumgüter & Handel

Ihre Vorteile, wenn Sie mit SIMULIA arbeiten
  • Genauigkeit: Präzise Vorhersagen über Materialverhalten und Lebensdauer.
  • Flexibilität: Simulation komplexer Mehrkörper-Systeme und deren dynamischer Bewegungen.
  • Optimierung: Effiziente Nutzung von Automatisierungs- und Optimierungstechniken.
  • Innovationen: Unterstützung bei der Entwicklung neuer, leistungsfähiger Produkte.
  • Kostenreduktion: Vermeidung von teuren physischen Prototypen und eine frühe Identifikation von Problemen.

Der Multiphysics- / Multiscale Ansatz in der Simulation

Der Multiphysics- / Multiscale Ansatz in der Simulation

Der Multiphysics- / Multiscale Ansatz in der Simulation

Wenn wir davon reden, die reale Welt in einer virtuellen Welt abzubilden, dann müssen wir im Wesentlichen beschreiben können, unter welchen Bedingungen sich unser Bauteil wie verhält. Fahren wir bspw. ein Auto gegen die Wand, verformt sich Blech. Die Temperatur spielt dabei keine große Rolle. Betrachten wir hingegen einen Verbrennungsmotor, so muss die Temperatur in der Regel berücksichtigt werden, weil sie unter anderem die Festigkeit von Materialien beeinflusst.

Betrachten wir ein Windrad oder die Tragfläche eines Flugzeuges, so sind die Verformung der Struktur und die Umströmung derselben gekoppelt.

Entsprechende Kopplungen lassen sich auch für andere Anwendungen finden wie z.B. beim elektrischen Antriebsstrang. Hier finden wir mechanisch, elektromagnetische und thermische Einflüsse gekoppelt mit der Luftströmung der Kühlung.

Wir sehen also, dass wir die verschiedensten Einflüsse auf unser Produkt haben. Gleichzeitig haben wir eine Betrachtungsebene, die vom mikroskopischen Bereich, wie dem Verhalten von Materialien, bis hin zu einem funktionalen Kontext, wie bspw. einer komplexen Baugruppe mit mechatronischen Komponenten und Steuerungstechnik, reicht.

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Verbinden Sie alle Simulationsbereiche auf einer Plattform und profitieren Sie von den Synergieeffekten in der Produktentwicklung

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Viele der Methoden und Disziplinen im Simulationsumfeld, die oben dargestellt sind, werden oft mit unterschiedlichen Programmen abgebildet. Synergieeffekte in der Modellerstellung können so nicht berücksichtigt werden. Vielfach muss der Anwender sich mit komplett unterschiedlichen Anwendungsoberflächen, sog. GUIs, auseinandersetzen. Er kann nicht auf eine einheitliche Benutzeroberfläche und Arbeitsweise zurückgreifen. Wir verbringen Zeit mit nicht wertschöpfenden Tätigkeiten wie Datenübertragung und -konvertierung.

Beispiel Bau eines Elektro-Fahrzeug:
Die mit Chemikalien gefüllten Batterien, die einen Motor antreibt, erzeugen ein elektromagnetisches Feld. Die elektrischen Verluste erhitzen den Motor. Gleichzeitig bewegt sich das Fahrzeug und wird von Luft umströmt, die zur Kühlung beiträgt. Was sich auf die ggf. erforderliche Belüftung/Zwangskühlung des Motors auswirkt und damit indirekt die Reichweite beeinflusst. Sie haben in diesem Beispiel mehrere Disziplinen mit voneinander abhängigen Einflussgrößen. Ohne eine einheitliche Datenbasis auf einer Plattform, wie z.B. der 3DEXPERINECE Plattform, ist die Abbildung solch komplexer Zusammenhänge mit vielen Schnittstellen und Reibungsverlusten verbunden. Betrachtet man gekoppelte Simulationen, bringt die 3DEXPERIENCE-Plattform entscheidende Vorteile mit sich bzw. eine Simulation ist ohne die dort verwendete, einheitliche Datenbasis schlicht nicht möglich.

Mit der 3DEXPERIENCE Plattform steht Ihnen eine zentrale Drehscheibe für alle Bereiche der Simulation und Produktentwicklung zur Verfügung.

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