Statische und quasi-statische Strukturberechnung

Der größte Teil der üblicherweise durchgeführten strukturmechanischen Berechnungen sind statischer bzw. quasi-statischer Natur. Unter Vernachlässigung der Massenträgheit oder alternativ unter Einbeziehung von entsprechend skalierten Ersatzlasten führen wir Festigkeitsnachweise für eine Vielzahl von Komponenten.

Ob Vorspannungen durch Verschraubungen oder große Verformungen der Struktur – die Vielzahl der rechnerischen Herausforderungen erfordern den Einsatz einer leistungsfähigen Simulationsumgebung. Mit mittlerweile 20 Jahren Berufserfahrung in Simulia/Abaqus verfügt die Realize Engineering über eine große Expertise in diesem Feld.

Die realitätsnahe Abbildung elastisch/plastischen Materialverhaltens auch für Faserverbunde stellt eine Kernkompetenz unseres Unternehmens dar.

Zusätzlich lassen sich auch thermische und thermomechanische Effekte überlagern. Die Auslegung von schwindungs- und verzugskompensierten Bauteilen in beliebigen Materialkombinationen ebnen den Weg für hochqualitative Bauteile. Die Abbildung der technisch/technologischen Zusammenhänge eröffnen die Wahl von sinnvollen Toleranzanforderungen und senken die Herstellkosten für Ihr Bauteil.

Weiterhin bilden die Simulationen die Basis für die rechnerische Lebensdauerabschätzung der zu entwickelnden Komponenten.

  • Festigkeitsnachweise
  • Thermomechanische und thermische Analysen
  • Schwindung und Verzug
  • Geometrisch und werkstofflich nichtlineares Verhalten
  • Basis für die Lebensdaueranalyse
  • Verschraubungen
thermomechanische Beanspruchung eines Getriebedeckels / Verzugsanalyse Kunststoffgehäuse / Schädigungsverhalten TFP-Struktur unter Bolzenlast

Dynamische Struktursimulation

Eigenfrequenzanalysen lassen sich oftmals noch innerhalb der CAD-Umgebung durchführen. Spielen die Massen- und Trägheitseffekte bei der strukturmechanischen Auslegung eine größere Rolle, dann sind wir ein geeigneter Ansprechpartner!

Mechanismen oder instabilen Systemen, wie etwa Schnapp- oder Rastvorgänge unter Einbeziehung von Kontaktmodellen, könne von uns effizient analysiert werden.

Neben festen Strukturen simulieren wir auch die Interaktion von Flüssigkeiten und Behälter und dynamischer Anregung. Sowohl die transiente Analyse von Schocklasten als auch die harmonische Analyse des stationären Zustandes können realitätsnah abgebildet werden.

Fügevorgänge mit großen Verformungen z.B. bei Dichtungen werden ebenfalls dynamisch abgebildet. Fragen Sie uns!

  • Berechnungen der Strukturdynamik unter Berücksichtigung der Massen- und Trägheitseinflüsse
  • Eigenfrequenzanalysen von festen Strukturen sowie Flüssigkeiten in Behältern (Interaktion von Tankinhalt und Fahrwerk)
  • Schock- und Schwingungsanalysen (transient bzw. harmonisch)
  • Stationäre Schwingung, Frequenzgangverhalten
  • Nachschwingverhalten
  • Gekoppelte Mehrfeldprobleme z.B. Tankschwappen
  • Mechanismenanalyse (instabile Systeme, wie etwa Schnapp-bzw. Rastvorgänge)
  • Wellenausbreitung im Gesamtsystem nach Impact- oder Stoßvorgängen
  • Fügesimulation von Dichtungssystemen
Schwingung Motorhabe

Crash/Impact-Simulation

Ein spezielles Feld der dynamischen Analysen bilden die Crash und Impact-Vorgänge. In der Kurzzeitdynamik haben wir mehrjährige Erfahrungen sowohl auf Gesamtfahrzeug- und Komponentenebene als auch in der versuchsbegleitenden Simulation von z.B. Schnellzerreißprüfungen.

Insbesondere in der Versuchsvorbereitung zeigen Crashsimulationen ihr Kosteneinsparpotential.

Wir unterstützen Sie gern!

  • Progressive Schädigung von Metallen, Verbundwerkstoffen und ballistischen Ersatzkörpern (z.B. Gelatinevogel)
    • Nativ im FE-Programm vorhandene Werkstoffmodelle
    • Eigene Werkstoffmodelle (Subroutinen)
  • Festigkeitsnachweise, Design- und Bauweisenstudien
  • Wand-, Seiten und Barrieren-Aufprall sowie Pfahlintrusion
  • Gesamtfahrzeugmodelle von PKWs/LKWs vorhanden
  • Analyse des Einflusses von Leichtbaustrukturen
  • Integration neuer Komponenten in Gesamtfahrzeugmodelle
Frontalaufprall Gesamtfahrzeugmodell mit modifizierter B-Säule

Mehrfeldsimulation

Zwischen den klassischen Teilgebieten der Festkörper- und Fluidmechanik angesiedelt, kombiniert die Mehrfeldsimulation die Vorteile beider numerischen Beschreibungen. Überall dort, wo Flüssigkeiten mit der Wandung ihres Transportgefäßes interagieren und das Verhalten beider Partner analysiert werden soll, steht die sog. multiphysikalische Simulation im Fokus. Ob Vogel- oder Eisschlag an Flugzeugstrukturen oder Stoßbelastungen gefüllter Tankstrukturen – unsere mehrjährigen Erfahrungen in der Entwicklung von Faserverbund bis zur Serienreife helfen auch Ihr spezifisches Problem zu lösen. Fragen Sie uns!

  • Hagel- und Vogelschlag
  • Kombinierte Modellierung Euler/Lagrange/SPH
  • Stoßbelastungen gefüllter Tankstrukturen
  • Identifikation der Kavitationsneigung
  • Ermittlung Leichtbaueinfluss
  • Optimierung des Lagenaufbaus in parametrischen Designstudien
Vogelschlag auf Flügelvorderkante / Hagelschlag in Triebwerksrotor

Prozesssimulation

Ein Produkt kann nicht besser sein als der Prozess hinter seiner Entstehung!

Das tiefe Verständnis technisch/technologischer Zusammenhänge führt zu einer neuen Entwicklungsstärke, denn die Kenntnis der relevanten Einflussfaktoren erlaubt es, kostentreibende Toleranzanforderungen zu lockern und Ihr Produkt besser kennen zu lernen.

  • Umformsimulation (Organoblech, Tiefziehen, Lochformung, Clinchen, Stanznietvorgang)
  • Wickelsimulation (Verlust der Fadenvorspannung beim Überwickeln)
  • Prozessrelevante Imperfektionen
  • Ermittlung von Einflussfaktoren in Variantenstudien
  • Eigenspannungsanalyse beim Aushärteprozess (Spring-Back, Sping-In)
  • Ableitung verzugskompensierter Werkzeugflächen
  • Vorhersage der Oberflächenqualität (Class-A) beim Heißpressen bzw. klassischen Aushärten sowie Identifikation der Welligkeitsverursacher
Umformung Organoblech mit Ausknicken der Rovings