Multiphysics

Brake squeal analysis

Thermisch-Mechanische-Kopplung

Ingenieure müssen die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf das Strukturverhalten verstehen, um Qualität und einen zuverlässigen Langzeitbetrieb ihrer Produkte sicherzustellen. Je nach Stärke der Temperaturänderungen und je nach den beteiligten Materialien kann es zu Verformungen mit zahlreichen unerwünschten Folgen kommen. Zum Beispiel können sich bei Triebwerken Spalte durch Temperaturerhöhungen schliessen, so dass der Kühlstrom unterdrückt ist und das Triebwerk zerstört wird. Mit den multiphysikalischen Lösungen von MSC.Software kann berechnet werden, ob sich Spalte tatsächlich schliessen und wie sich das Triebwerk danach verhält.

MEMS device simulation incorporating thermal-structural-electrical coupling

Thermisch-Mechanisch-Elektromagnetische Kopplung

Die Kombination thermischer, mechanischer und elektromagnetischer Effekte ist sehr wichtig für die Konstruktion von elektromechanischen Geräten und insbesondere von MEMS-Sensoren (Micro-Electro-Mechanical Systems). MEMS-Sensoren gehören zu den wichtigen Standard-Technologien der heutigen Informationstechnik und finden sich überall, zum Beispiel in Festplatten, Handys, Hörgeräten oder akustischen Wellenfiltern.

Die MEMS-Sensoren werden in der Regel von elektrostatischen Kräften angetrieben. Ihre Leistung wird durch thermische Einwirkungen und Materialeigenschaften beeinflusst. Wegen der Größe und Transaktionsgeschwindigkeit von MEMS-Geräten sind physikalische Tests schwierig durchzuführen und die Auswertung unterschiedlicher Konstruktionskonzepte ist teuer und zeitaufwändig. In ähnlicher Weise werden die Prinzipien der elektromagnetischen Induktion in vielen Geräten angewendet, beispielsweise in Transformatoren, elektrischen Generatoren, kontaktlosen Batterien und Induktionsherden.

Mit den multiphysikalischen Lösungen von MSC.Software können Ingenieure sehr effizient virtuelle Prototypen von elektromechanischen Geräten erstellen. Die physikalischen Kräfte, denen diese Geräte ausgesetzt sind, können in gekoppelten Simulationen ermittelt werden. Konstrukteure elektrischer Anlagen und elektronischer Bauteile können so unterschiedliche Konzepte untersuchen sowie die Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit ihrer Konstruktionen optimieren.

Catheter design with energy source in distal tip

Fluid-Struktur Kopplung

Fluide, sowohl Flüssigkeiten als auch Gase, belasten Strukturen durch Druck und thermische Effekte. Häufig wird durch die Reaktion der Struktur auf diese Belastungen der anfängliche Durchfluss- und Temperaturzustand geändert. Mit den multiphysikalischen Lösungen von MSC.Software können Ingenieure in der Produktentwicklung erkennen, wie Strukturen auf Druck- und Temperaturänderungen reagieren und wie sich diese Reaktionen wiederum auf den Fluidfluss auswirken. Ein besseres Verständnis des Produktverhaltens gestattet nicht nur die Konstruktion von zuverlässig funktionierenden Produkten, sondern sorgt auch dafür, dass die Druck- und Temperaturgrenzwerte nicht überschritten werden.

Acoustic cavity of a vehicle interior

Exterior acoustic analysis

Akustik-Struktur Kopplung

Ingenieure müssen sich häufig mit der Lösung von Schwingungs- und Akustikproblemen beschäftigen, NVH (Noise, Vibration, Harshness) genannt. Sie müssen dabei den Körper- und Luftschall minimieren, ohne die Leistung des Gesamtsystems zu beeinträchtigen.

Die Lösungen von MSC.Software ermöglichen die Analyse und Optimierung von Innen- und Außenakustik eines Fahrzeugs oder anderer Systeme. Die Definition des Außenbereichs durch infinite Elemente verringert den Aufwand an Zeit und Ressourcen, den das Modellieren mit finiten Elementen mit sich bringen würde.