Simulation

TIME bietet praxisorientierte Simulationsverfahren

Umfassende Simulation spart Aufwand und Kosten für Prototypenbau

Kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) scheuen meist die hohen Investitionen in eigene Software zur Strukturanalyse mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM). Deshalb optimieren sie ihre Produkte in Sachen Materialeinsatz und Konstruktion aus ihrer Erfahrung heraus nur überschlägig oder mittels Prototypenschleifen, was entweder nicht zum Optimum führt oder teuer werden kann und sich in der Regel weniger positiv auf ihre Wettbewerbsfähigkeit auswirkt.

 

TIME bietet einen umfassenden FEM-Service für KMUs, sowohl für quasistatische wie auch für dynamische Belastungsweisen. Statt immer wieder neue Prototypen zu bauen und das Gebaute dann zu optimieren, kann TIME durch Anwendung der FE-Methode viele Erkenntnisse und Verbesserungen bereits per Simulation am Rechner gewinnen. Das spart nicht nur Zeit, sondern auch Ressourcen und Geld.

 

Die virtuelle Produktgestaltung und -Entwicklung (computer-aided engineering (CAE)) ermöglicht Ihnen Einsparungen und Optimierungen in diversen Bereichen:

  • Höhere Dynamik durch Einsatz von CAD- und CAE-Methoden
  • Schonender Umgang mit Ressourcen
  • Reduzierung von Versuchen
  • Reduzierung der benötigten Prototypen
  • Leichtbau durch weniger Materialeinsatz
  • Leichtbau durch Veränderung der Konstruktion
  • Reduzierung des Fertigungsaufwands z.B. Schweißaufwand
  • Reduzierung der Fertigungszeit

Das führt zu optimierten Herstellkosten und einem besseren Endpreis für Kunden.
Fazit ist die Einsparung von Zeit, Ressourcen und Geld.

 

Dank der umfangreichen Kompetenz und Vernetzung des TIME- gelingt dies nicht nur bei metallischen Werkstoffen, sondern auch z.B. bei technischen Keramiken. So lassen sich verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Festigkeiten am Bildschirm auf Verwendbarkeit prüfen.

Nutzen Sie die Verformungssimulation oder auch Verformungsanalyse, um bei möglichst wenig Materialeinsatz an den richtigen Stellen eine hohe Steifigkeit der Konstruktion zu erreichen. Voraussetzung hierbei ist, dass die Spannungen unbedenklich sind und bei der Untersuchung nicht exakt ermittelt werden müssen. Das ermöglicht schnelle Aussagen zur Optimierung und Verbesserung der konstruktiven Gestaltung. Wir berücksichtigen bei Verformungssimulationen unterschiedliche Materialmodelle. So können einzelne Kennwerte wie Elastizitätsmodul und Querkontraktionszahl oder Fließkurven für die Berechnung genutzt werden. Bei Bedarf kann die Verformungsanalyse mittels genauerer Festigkeitssimulation erweitert werden.

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Wir analysieren für Sie, wie sich die Konstruktion unter vorgegebenen Belastungen verhält und berechnen (Reaktions-)Spannungen, Lagerreaktionen und Verformungen der vorliegenden Struktur. Primäre Ziele sind die optimale Materialausnutzung, um leichtbaugerechte, effiziente Produkte und Maschinen zu entwickeln, bestehende Konstruktionen abzusichern, oder die Festigkeit anhand von Regelwerken oder Normen nachzuweisen. Mit der Festigkeitsanalyse lassen sich überdimensionierte Bereiche reduzieren, und Kosten einsparen.

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Wir optimieren für Sie das Gewicht Ihrer Baugruppe und Ihrer Bauteile. Wir nutzen die Topologie-Optimierung oder auch Strukturoptimierung, um die besonders unkritischen Bereiche der Konstruktion auszumachen und dort Materialeinsparungen zu ermöglichen. Wenn hohe Steifigkeit gefordert ist, ermitteln wir die notwendigen Bedingungen und optimieren Ihre Konstruktion / Ihr Bauteil leichtbaugerecht. Außerdem bewerten wir für Sie die Auswirkungen bei unterschiedlichem Werkstoffeinsatz. Sie erreichen somit eine optimale Ausnutzung des Materials.

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Für Sie ist ebenfalls die Berücksichtigung von Wärmeleitung (Konduktion), Wärmeübergang (Wärmetransport, Konvektion), Strahlung oder auch von der Temperatur abhängige Werkstoffkennwerte wie zum Beispiel der Dichte wichtig? Wir ermitteln für Sie die resultierenden Temperaturen und bei Bedarf auch die Einflussnahme der Wärmeübertragung auf die Konstruktion sowohl stationäre, als auch zeitlich veränderliche (transiente) Zustände.

 

Sind Sie daran interessiert die Schweißnahtfolge oder die Einspannung der Schweißkonstruktion zu optimieren? Wir verwenden die Schweißsimulation, um den Einfluss der Wärme beim Schweißen auf den Bauteilverzug zu untersuchen. Vorteil für Sie wäre, eine geringere Anzahl an Schweißversuchen und Prototypen.

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Sie interessieren sich für den Einfluss zeitlicher Belastungen auf Verformungen und Spannungen, die Ermittlung von Eigenfrequenzen, Eigenformen, Schwingungen oder auch die Interaktion zwischen mehreren Bauteilen? Wir schöpfen für Sie die Möglichkeiten der Strukturdynamik aus und nutzen dafür u.a. Zeitverlaufssimulationen, Schwingungsanalysen, Mehrkörpersimulationen und Analysen der Rotordynamik.

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Sehen Sie die Fertigung mittels Umformung vor, so sind Sie primär daran interessiert zu wissen, ob der vorgesehene Umformprozess wie geplant möglich ist und ob das Bauteil nach der Umformung mit dem gewünschten Ergebnis übereinstimmt. Weiterhin könnte der Wunsch bestehen, den Prozess an sich, das umzuformende Bauteil oder die Umformwerkzeuge zu verbessern und zu optimieren. Mithilfe der Umformsimulation widmen wir uns diesen Forderungen und der Vorhersage der Herstellbarkeit, wobei wir bei Bedarf Effekte wie die Rückfederung oder den Einfluss der Temperatur während des Umformens berücksichtigen.

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Sie suchen einen Partner, der die in der Simulation ermittelten Optimierungspotentiale von Festigkeit und Steifigkeit in die Tat umsetzt oder Sie bei der Produktentwicklung unterstützt? Wir nutzen die CAD-Systeme SolidWorks und Creo (ehemals Pro Engineer), um Konstruktionen zu entwickeln und zu bearbeiten. Außerdem nutzen wir diese Software neben dem Simulationsprogramm, um die Modellvorbereitung, also die Aufbereitung der Konstruktionsdaten, vorzunehmen.

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Neben den verschiedenen Simulationsarten bieten wir Ihnen den sehr wichtigen Praxisabgleich der FEM-Daten an realen Bauteilen und Prototypen an. Dafür verwenden wir u.a. Dehnungsmessstreifen (DMS), Thermoelemente, Sensoren zur Messung von Druck, Kraft, Strom und Spannung. Ebenfalls verfügt unser Labor über verschiedene Messgeräte zur Härtemessung und der Ermittlung der Werkstoffkennwerte aus dem Zugversuch. Dies wird durch den Einsatz der Metallographie ergänzt, welche eine detailliertere Bauteil- und Schweißnahtprüfung ermöglicht.

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