Strukturanalyse

Stress in a hospital bed frame

Tapered rolling simulation

Stress in a lower control arm

Analyse-Typen

Die Betriebsbedingungen und Funktionsanforderungen bestimmen die Art der Analyse. Mit den Softwarepaketen von MSC.Software können Sie auch gekoppelte Aufgabenstellungen lösen, bei denen verschiedene physikalische Disziplinen miteinander in Wechselwirkung treten.

Folgende Analysearten können durchgeführt werden:

• Lineare und nichtlineare Analysen
• Statische und dynamische Analysen
• Beul-und Knickanalysen
• Transiente, Frequenzgang-, modale und akustische Analysen
• Multiphysikalische und multidisziplinäre Analysen
• Crashanalysen
• Schädigungs-, Versagens- und Verschleißanalysen

900M DOF body-in-white model

Vehicle system assembly for interior acoustics

Modellierung von Gesamtsystemen und Baugruppen

Die realistische Simulation komplexer strukturmechanischer Systeme und großer Baugruppen erfordert spezielle Funktionen. MSC.Software bietet industriell bewährte, leistungsstarke Verfahren und Methoden für die genaue und effiziente Modellierung und Simulation solcher Modelle.

Dazu gehören:

• Verfahren für die richtige Modellierung von geschweißten, geklebten und genieteten Baugruppen als auch von gelenkigen Anbindungen
• ACMS – Automated Component Mode Synthesis für eine schnelle und parallele modale Analyse sehr großer Modelle
• Externe Superelemente für den Assemblierungsprozess: Superelemente ermöglichen die logische Partitionierung eines komplexen Modells und die Wiederverwendung von Komponenteninformationen. Dadurch verringert sich die Gesamtlösungszeit.
• Berücksichtigung komplexer Interaktionen von Baugruppen mit Hilfe der 3D-Kontaktsimulation

Basierend auf jahrzehntelanger Erfahrung bei der Lösung industrieller Anforderungen hat MSC .Software effiziente und genaue Solver mit entsprechenden Lösungsmethoden entwickelt und implementiert. Diese Solver nutzen die neuesten Hochleistungscomputer mit parallel gemeinsam genutztem oder auf verschiedene Rechner verteiltem Arbeitsspeicher, um Probleme komplexer strukturmechanischer Systeme zu lösen.

Automated reporting

Structural finite element mesh

Finite-Elemente-Modellierung und Analyse

MSC.Software bietet ein breites Spektrum von Softwarepaketen für die Finite-Elemente-Modellierung und Analyse. Berechnungsingenieure und Konstrukteure können sämtliche Schritte vom CAD bis zum CAE mit unserer Software durchführen.

Zu den Hauptfunktionen gehören:

• Unabhängige oder in CAD-Systeme eingebettete Modellierungs- und Analyseumgebungen
• Import von CAD-Formaten und Zugriff auf native CAD-Daten
• Geometrieerstellung und -bearbeitung
• Extraktion von Mittelflächen und Geometriebereinigung
• Fortschrittliche Werkzeuge zur Erstellung von Netzen (Volumen-, Schalen-, etc.) für lineare und höherwertige HEX-, TET-, QUAD-, TRIA- und BEAM-Elemente
• 3D-Kontaktanalyse
• Materialmodellierung einschließlich Faserverbundwerkstoffen
• Umfassende Werkzeuge zum Erstellen und Aufbringen von Belastungen und Randbedingungen
• Aufsetzen und Abschicken von Rechenjobs
• Animierbare Darstellungen und Diagramme für Verschiebungen, Spannungen, Dehnungen und Versagen mit Skalar- und Vektorgrößen
• Erstellung von Makros und Vorlagen für automatisierte Simulationsprozesse und Berichterstellung

Advanced modeling for material damage and failure

Detailed composite layups for impact simulation

Faserverbundwerkstoffe und erweiterte Materialmodellierung

MSC.Software bietet eine sehr breite Palette von Materialmodellen für die Anforderungen verschiedener Industrien.

Materialmodelle stehen zur Verfügung für:

• Metalle, Kunststoffe, Gummi, Schaumstoffe, Faserverbundwerkstoffe, Fluide, Böden, Stahlbeton, Fels u.v.m.
• Verbundwerkstofflaminate mit Definitionen für jede Schicht und Stapelung
• Multidisziplinäre Simulation über kombinierte thermomechanische Materialmodelle
• Materialversagen und -plastifizierung
• Materialeigenschaften abhängig von Temperatur und Dehnungsrate
• Delamination und Risswachstum
• Kriechen
• Tabulated material properties

Topology optimization

Stochastics

Optimierung und Entwurfsverbesserung

In der eigentlichen Konstruktions- und Entwicklungsphase eines Produktes besteht das Ziel darin, den Entwurf zu ermitteln, der verschiedene Anforderungen am besten erfüllt. Dazu muss der mögliche Designraum bestimmt und anschließend das beste oder optimale Design unter Berücksichtigung der jeweiligen Randbedingungen gefunden werden. MSC.Software bietet Lösungen für die Entwurfsverbesserung und Optimierung. Diese Lösungen enthalten gradientenbasierte Form-, Elementgrößen-(Eigenschaften, Material und Konnektivität) und Topologieoptimierungsverfahren für Komponenten oder Gesamtsysteme, die das globale Verhalten einer Konstruktion erkennbar machen.

Integrated motion–structure simulation for vibration analysis

Integrated motion–structure simulation for durability analysis

Aircraft ditch in water with airbags

Multidisziplinäre gekoppelte oder hintereinander geschaltete Simulationen

Die Ermittlung der richtigen Belastungen und Randbedingungen für eine Strukturanalyse ist eine Herausforderung. Die Qualität des Simulationsergebnisses hängt unmittelbar von der Qualität der Eingaben ab. Wenn sich realistische Belastungen und Randbedingungen nicht ohne weiteres bestimmen lassen, ist es meist am sinnvollsten, diese Informationen über weitere Berechnungen zu generieren. Hier können multidisziplinäre gekoppelte oder hintereinander geschaltete Simulationen die Wiederverwendung von Analysedaten vereinfachen und zugleich die Simulationsgenauigkeit insgesamt verbessern. Dadurch wiederum erhöhen sich Qualität und Verlässlichkeit der Berechnung.

• Integration von Bewegungs- und Strukturanalysen:
  • Verbesserung der Qualität durch genauere Belastungsdaten, die mittels einer Mehrkörperdynamiksimulation ermittelt werden: z.B. auf die Struktur wirkende Fahrwerks- und Aufhängungsbelastungen von Fahrzeugen, Flugzeugen oder Waschmaschinen
  • Effizientere Spannungsprognosen durch Verwendung flexibler Körper in einer Mehrkörperdynamiksimulation: z.B. Lebensdauer bei Ermüdung von Fahrzeugen und Flugzeugen
• Genauere Spannungsergebnisse durch thermomechanische Analyse, bei der sowohl Temperatur- als auch Strukturlasten gleichzeitig berücksichtigt werden: z.B. reibungsabhängige Druckbelastung von Bremsscheibe und Bremsbacke
• Fluid-Struktur-Interaktion - die gleichzeitige Kopplung von Fluid und Struktur unter Berücksichtigung der Strukturdeformation ermöglicht genauere Simulationen: z.B. Aquaplaning von Reifen, Entfaltung von Airbags, Blutfluss über ein künstliches Ventil und Schalldruckpegel am Fahrerohr
• Genauere Analysen durch hintereinander geschaltete Simulationen: z.B. durch Vorlast oder Vorspannung vor der eigentlichen Berechnung wie Rotorblattverlust bei Flugzeugtriebwerken oder modale Analyse von Motoren

Repeatable process for bottle top load simulation

Simulation portal for managing and tracking simulation processes, history and content

Automatisierung der Simulationsprozesse & Datenmanagement

Viele Ingenieure und Manager möchten mit CAE nicht nur das Strukturverhalten berechnen können, sondern auch sicherstellen, dass sich die Analyse automatisiert und prozesssicher wiederholen lässt. So sollen vertrauenswürdige Ergebnisse erzielt und Prozesse verbessert werden. Außerdem soll der Simulationsprozess wiederholbar sein, um mehrere Entwurfsstudien zu unterstützen und die Produktentwicklungszeit zu verkürzen. Eine Folge eines solchen höheren Entwicklungsdurchsatzes ist die Erzeugung von mehr Daten, die erfasst und verwaltet werden müssen. MSC.Software bietet Lösungen, mit denen Sie Ihre CAE-Prozesse und -Inhalte erstellen, erfassen und verwalten können. Dies hilft Ihnen bei der optimalen Umsetzung Ihrer CAE-Strategie und der maximalen Amortisation Ihrer Investitionen.