Simulationen bei tmax = zeitsparend + weniger Kosten

Von Anfang an auf der sicheren Seite – mit tmax Simulationen. 

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Schneller ans Ziel
mithilfe von Simulationen

Die Entwicklung neuer Produkte kostet Zeit, muss sie aber nicht

Simulationen mithilfe von CAE (Computer Aided Engineering) ermöglichen es, Konzepte und Konstruktionen bereits in der Frühphase eines Projekts umfassend zu beurteilen, sodass möglichst nur noch ein Prototyp zur Erprobung gebaut werden muss. Bei tmax werden die eingesetzten Berechnungsmethoden im eigenen F&E-Labor anhand von Versuchen verifiziert, sodass nach der erfolgreichen Test- und Validierungsphase sofort die Freigabe und die Fertigung erfolgen kann.

Der Einsatz von Simulationen von Isolierkonzepten im Entwicklungsprozess und auf dem Prüfstand bietet also folgende Vorteile:

Strukturanalyse

Mithilfe der Strukturanalyse lassen sich Bauteile und Baugruppen auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen große Kräfte untersuchen, die von außen auf das System einwirken. Wenn etwa große Wellen auf ein Schiff treffen oder ein Baufahrzeug in ein Schlagloch fährt, treten hohe Beschleunigungen auf. Diese führen wiederum zu großen Spannungen an den Bauteilen der Isolierverkleidung, wodurch es bei ungeprüfter Auslegung zum Schadensfall kommen kann. Des Weiteren kann geprüft werden, ob die Begehbarkeit von Isolierbauteilen durch Servicemitarbeiter:innen bei Wartungseinsätzen gewährleistet ist.

Das Leistungsspektrum der Strukturanalyse umfasst:

  • Auswirkung des Impacts von Kollisionen
  • Vorhersagen von Verformungen kritischer Komponenten
  • Identifikation von hoch beanspruchten Bereichen
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Strukturanalyse

Schwingungsanalyse​

Die Schwingungsanalyse untersucht die Isolierverkleidung auf ihre Eigenfrequenzen und das Zusammenspiel zwischen motorseitiger Vibrationsanregung sowie dem Dauerfestigkeitsverhalten der Isolierverkleidung.

  • Ermittlung von Resonanzfrequenzen
  • Abgleich der harmonischen Motoranregefrequenzen und Eigenfrequenzen der Verkleidung
  • Vermeidung von Ermüdungsbrüchen durch High Cycle Fatigue
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Schwingungsanalyse

Temperaturanalyse

Die Simulation von Temperaturen dient der Ermittlung von Oberflächentemperaturen der Isolierverkleidung, um eine Abschätzung treffen zu können, ob die gewählte Isolierkonfiguration die geforderten Kunden- und Gesetzesvorgaben erfüllt.

  • Messung der Oberflächentemperaturen an jedem Punkt des Modells
  • Ermittlung des Temperaturverlaufs im Querschnitt
  • Minimierung von Prototypen- und Entwicklungsschleifen durch virtuellen Prototyp
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Temperaturanalyse

Strömungssimulation

Eine Simulation der Strömungen wird eingesetzt, um Bauteile strömungstechnisch zu bewerten, und infolgedessen Verluste zu minimieren und Strömungsgeräusche zu reduzieren. Weiterhin lassen sich Vorhersagen darüber treffen, welche Temperaturen sich an einer Isolierverkleidung unter Zwangsbelüftungsbedingungen einstellen werden.

  • Conjugate Heat Transfer Analyse (Wärmeübergang Fluid ↔ Festkörper)
  • Zeitabhängige oder stationäre Strömungen
  • Strömungs- und Geräuschoptimierung
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Stroemungssimulation

Blechumformungssimulation

Die Blechumformungssimulation dient dazu, vorherzusagen, wie sich das Material während des Umformvorgangs verhält. Es können mitunter Bereiche mit Riss- und Faltenbildung oder Ausdünnung erkannt und das Bauteil entsprechend optimiert werden. Auch Stempel und Matrizen des Presswerkzeuges können dank dieser Simulation noch vor der Herstellung in die optimale Form gebracht werden.

  • Optimierung der Bauteil- und Werkzeuggeometrie
  • Durchführung von Machbarkeitsstudien
  • Frühzeitige Vorhersage der Bauteilstückkosten
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Statistische Toleranzanalyse

Toleranzanalysen werden eingesetzt, um die Auswirkung von Fertigungsfehlern in mehrstufigen Prozessen zu beschreiben. Innerhalb einer Fertigungskette gibt es je Bauteil oder Arbeitsschritt nur eine begrenzte Fehlertoleranz. Addieren sich zu viele Fehler auf, wird das Bauteil unbrauchbar. Die Toleranzkette beschreibt die Fehlertoleranz, bei deren Überschreitung die Bauteile den übergeordneten Qualitätsansprüchen bezüglich des Kunden nicht mehr entsprechen.  

Die statistische Toleranzanalyse bietet gegenüber der arithmetischen Toleranzanalyse den Vorteil, dass sie aufgrund der statistischen Betrachtung der Toleranzkette eine wirtschaftlich sinnvolle Auslegung eines Produkts ermöglicht, da geringe Einzeltoleranzen vermieden werden. Hierdurch können Optimierungen schnell umgesetzt sowie Kosten reduziert werden.

  • Ergebnisauswertung in Form von Nacharbeitsquote, Erfüllungsgrad und Prozesskennwerten
  • Arithmetische und statistische Toleranzberechnung – auch mit Temperatureinflüssen
  • Integrierte Normen DIN ISO 268 und 2768 und DIN 16901/16742 werden berücksichtigt
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Schraubenberechnung nach VDI 2230

Die Schraubennachweisrechnung dient der Absicherung der geschraubten Verbindungsstellen an den Anbindungsstellen der Isolierverkleidung an die Motorkomponenten, sowie der Analyse der Verbindungsstellen zwischen den Bauteilen der Verkleidung. Das Ergebnis sind Sicherheitsfaktoren gemäß den Vorgaben des VDI (Verein Deutscher Ingenieure).

  • Absicherung von Schraubenverbindungen
  • Sicherheit gegen Abscheren, Bruch, Dauerschwingbruch, Plastifizierung, Separierung, etc.
  • Im Einzelfall weiterführende Untersuchung mittels FEM-Simulation
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