Simulation mehrstufig

In wenigen Schritten zur Simulation mit PTC Creo Simulate

Der virtuelle Versuch wird immer wichtiger, je mehr auf physikalische Prototypen verzichtet wird – sei es, um Kosten zu sparen, sei es, um die Time to Market zu verkürzen. Aktuelle Simulationssoftware bietet dafür eine beeindruckende Funktionsvielfalt, die auch multidisziplinäre Simulationen umfasst. Multidisziplinär bedeutet, dass beispielsweise mit Hilfe der Strömungssimulation die Strömung eines heißen Gases in einem Rohr berechnet wird und die daraus resultierende Erwärmung des Ventils als Eingangsgröße für die Spannungsberechnung des Ventils genutzt wird. Ein anderes Beispiel für aktuelle Funktionalitäten ist DEM, die Discrete-Element-Methode. Hierbei wird ein Partikelstrom nicht „irgendwie“ berechnet, sondern das System berechnet tatsächlich jeden einzelnen Partikel und die Wechselwirkungen zwischen den Partikeln. So lässt sich beispielsweise physikalisch korrekt das Entleeren von Kies aus einer Baggerschaufel simulieren – jeder Kiesel ist dabei ein dreidimensionales Modell, das einzeln berechnet wird.

In wenigen Schritten zur Simulation mit PTC Creo Simulate

In wenigen Schritten zur Simulation mit PTC Creo Simulate

Das Problem bei solchen extrem komplexen, aber eben auch sehr realistischen Simulationen ist, dass man  muss schon genau wissen muss, was man tut, um sinnvolle Ergebnisse zu erhalten. Solche High-End-Simulationen erfordern spezialisierte Benutzer, die das zu simulierende Produkt für die Simulation vorbereiten, die Randbedingungen und Parameter richtig setzen und die passenden Gleichungslöser aussuchen. Auch bei Postprocessing, also der Visualisierung und Animation der Rechenergebnisse, sind die Spezialisten gefragt. Den notwendigen Aufwand – Anschaffung der Software, Einstellen eines Spezialisten und nicht zuletzt der Kauf entsprechender Hardware – kann und will sich nicht jedes Unternehmen leisten.

Deshalb arbeiten kleinere Unternehmen üblicherweise mit einem Dienstleister zusammen, in größeren Unternehmen gibt es eine Abteilung für Simulation. Erstere kosten Geld, letztere sind meist chronisch überlastet – wenn man also eine Simulation an den externen oder internen Dienstleister vergibt, möchte man nicht nach wenigen Tagen die Nachricht bekommen, dass das Produkt leider die Anforderungen nicht erfüllt – im schlimmsten Fall wegen einer Kleinigkeit, die man übersehen hat. Hier kommt die konstruktionsnahe Simulation ins Spiel, Simulationssoftware, die ins CAD-System integriert ist und keine allzu hohen Ansprüche an den Anwender stellt, also auch von einem Konstrukteur zu bedienen ist.

Solche CAD-integrierten Simulationssysteme erreichen natürlich nicht den Funktionsumfang und die Realitätsnähe der „großen“ Systeme. Dafür sind eben viele Werte schon sinnvoll vorbelegt oder werden automatisch eingetragen, so dass weit weniger Aufwand zum Erstellen einer Simulation notwendig ist. Nichtsdestotrotz lassen sich beispielsweise mit PTC Creo Simulate, dem PTC-Simulationswerkzeug, und der Erweiterung PTC Creo Advanced Simulation Extension, auch komplexe Studien durchführen.

PTC Creo Simulate deckt CAE-Standardanalysen wie linear statischer und modaler Analysen sowie Beul-, Kontakt- und Thermikanalysen ab. Die PTC Creo Advanced Simulation Extension ermöglicht noch tiefere und realistischere Erkenntnisse, indem sie unter anderem transiente Berechnungen unterstützt. Transiente Berechnungen berücksichtigen im Gegensatz zu statischen Berechnungen, die einen bestimmten, festgelegten Zustand abbilden, zeitliche Abläufe, also beispielsweise den Verlauf der Erwärmung des oben angesprochenen Ventils.

Der große Vorteil der PTC Creo-Simulationslösungen liegt zum einen in der einfachen Bedienung in der gewohnten Benutzeroberfläche des CAD-Systems, zum anderen darin, dass die Berechnung direkt auf dem PTC Creo-Modell läuft, im Gegensatz zu externen Systemen, wo die Geometrie erst aus PTC Creo aus- und in das andere System eingelesen werden muss – mit allen Nachteilen und Fallstricken, die CAD-Datenkonvertierungen mit sich bringen können. So kann der Konstrukteur sehr schnell sein Produkt virtuell testen und überprüfen. Erst wenn er sicher ist, dass die Konstruktion den Anforderungen entspricht, gibt er die Daten an den externen oder internen Simulationsexperten weiter. So reduziert sich der Anteil gescheiterter Simulationen drastisch, die Kosten für die Simulation sinken und unnötige, zeitintensive Iterationsschleifen entfallen. CAD-integrierte Simulation ersetzt also nicht die High-End-Simulationssysteme – wobei sie sicher in vielen Fällen ausreicht – sondern sichert die Qualität der Konstruktion und der Daten, die dann in umfangreicheren Simulationen überprüft werden.

Dieser Eintrag wurde veröffentlicht in Die Konstruktion neu erfunden und getagged . Bookmarken: Permanent-Link. Trackbacks sind geschlossen, aber sie können Kommentieren.

Ein Kommentar

  1. Erstellt am März 25, 2014 um 7:59 am | Permanent-Link

    Hallo Ralf,

    danke für den interessanten Beitrag. Noch mehr Infos und Videos rund um die Themen Analyse & Berechnung gibt es unter folgendem Link: http://bit.ly/1nWchE1

    Viele Grüße
    Mark

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