Simulation und Versuch
Simulation und Versuch

Nichtlineare Berechnungen (implizit)

Nichtlineare Kontaktanalysen:


Kontakte werden in einem System oft dann definiert, wenn sich während der Belastung durch Berühren von Körpern der Lastpfad ändern kann. Ein Beispiel hierfür findet man bei der Kompression eines mehrzelligen Dichtungsprofils, bei dem durch die interne Blockbildung einer Zelle die Progressivität der Kraft-Weg-Kennung steigt. 

Ein weiteres typisches Anwendungsbeispiel stellt die Berechnung eines Flansches dar, bei dem eine Aussage über die Dichtfunktion gemacht werden soll. Kontakt ist immer dort notwendig, wo nur Druckkräfte übertragen werden können. 

Ein Sonderfall des Kontaktes, der "Tied-Kontakt", ermöglicht es unterschiedliche Netze miteinander zu verbinden. In bestimmten Fällen kann hier viel Zeit für die Vernetzung eingespart werden. 

Für derartige Aufgabenstellungen werden in unserem Haus die Programme ABAQUS, ANSYS und MSC/Marc verwendet.

 

Beispiele sind:
Kontaktberechnung mit Fliehkraft-, Dampfdruck- und Temperaturbelastung
Dichtungsverformung mit Selbstkontakt
Berechnung eines Federbeindom Stützlagers mit Schraubenvorspannung

 

Nichtlineare Analyse großer Verformungen:


Geometrische Nichtlinearität muss berücksichtigt werden, wenn sich aufgrund der Bauteilverformung die Systemsteifigkeit verändert. Bei nahezu allen nichtlinearen Berechnungen wird diese Option ausgewählt.

Nichtlineare Analyse großer Dehnungen:

Dynamisch transientes Verhalten:


Eine implizit dynamische Berechnung ist einer statischen immer dann vorzuziehen, wenn Trägheitseffekte oder Schwingungen das Gesamtergebnis beeinflussen können und nicht vernachlässigbare Nichtlinearitäten vorliegen. 

In unserem Haus werden nahezu alle Kinematikberechnungen wie Gestänge von Soft- oder Hard-Tops und Heckklappenanlenkungen mit dieser Methode berechnet. Die Vorteile gegenüber einer konventionellen Starrkörper-Kinematik liegen vor allem darin, dass wir mit dieser Methode die Realität nahezu ohne Einschränkungen simulieren können. Wir sind in der Lage über ein leistungsgesteuertes Hydrauliksystem die Kinematik mit allen Bauteilen und Anschlägen in Echtzeit zu öffnen und zu schließen. Neben dem Kraftbedarf und den Gelenkkräften beinhaltet die elastische Berechnung auch Aussagen zur Gleichförmigkeit der Bewegung und liefert die Spannungen eines jeden Bauteiles über dem Bewegungsablauf. Kontakte und nichtlineare Materialeigenschaften jeglicher Art können berücksichtigt werden. 

Nach mehrjähriger numerischer Optimierung und Anwendung dieses Prozesses ist es uns gelungen, das Verfahren für ein breites Spektrum an Aufgabenstellungen kostengünstig nutzbar zu machen. 

Für derartige Berechnungen wird in erster Linie das Programm ABAQUS eingesetzt.

 

Beispiele sind:
Öffnen und Schließen eines Hartschalen-Dachsystems
Öffnen und Schließen eines Heckklappensystems
Einseitiger Blockierlastfall eines Hartschalen-Dachsystems

Nichtlineares Materialverhalten:


Wird die Belastung in einem Bauteil so hoch, dass die untere Streckgrenze eines Werkstoffs überschritten wird, sollte ein nichtlineares Materialmodell verwendet werden. Die meist aus Materialversuchen stammende plastische Dehnungskurve beschreibt das Dehnungsverhalten bis zur zulässigen oberen Streckgrenze. 

Ein weiteres nichtlineares Materialverhalten stellt die Gruppe der Elastomere dar. Die Parameter für die Koeffizienten-Materialmodelle ermitteln wir nach Angabe der "Shore-Härte" oder fahren nach Ihren Versuchskurven ein "Curve Fitting" durch. 

Sind keine Werkstoffwerte in unserer eigenen Datenbank oder bei Ihnen vorhanden, kümmern wir uns auch um die Ermittlung der entsprechenden Materialparameter. Neben klar definierten DIN-Versuchen für metallische Werkstoffe, legen wir auch komplett neue, problemorientierte Prüfszenarien alternativer Verbundwerkstoffe fest. Dabei arbeiten wir vornehmlich mit Instituten verschiedener Universitäten zusammen. 

Für derartige Aufgabenstellungen werden in unserem Haus die Programme ABAQUS, ANSYS und MSC/Marc verwendet.

 

Beispiele sind:
Plastisch verformter Verschlusshaken
Nach einer Schwellenüberfahrt verbogenes Federbeinstützlager
Prüfaufbau eines Faserverbundwerkstoffes
Abgeleitetes Berechnungsmodell eines Faserverbundwerkstoffes
Eigenentwicklung Berechnungsmodell für Stofffaltung

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