Virtuelle Prototypen mit FEM-Analysen

Wenn Fehler erst beim Prototypen erkannt werden, entstehen hohe Kosten. Diese können durch eine Analyse der Konstruktion mittels FEM-Berechnungen schon im Entwicklungsstadium ausgeschlossen werden. Das bietet viele Vorteile, denn die Daten aus der FEM-Simulation liefern auch die Basis für Optimierungsverfahren zur Verbesserung der Festigkeit und Materialeffizienz. Sparen Sie durch die FEM-Berechnungen beim Materialverbrauch, nicht bei der Ingenieurs-Kompetenz – das ist zeitgemäß und wirtschaftlich!

Kürzere Entwicklungszeit mit FEM-Simulationen

Die Finite Elemente Methode (FEM), auch „Methode der finiten Elemente“, ist eine weit verbreitete Lösungsmethode im Bereich wissenschaftlicher Ingenieurslösungen. Unsere FEM-Ingenieure können mit diesem Verfahren das Verhalten komplexer Bauteile simulieren. Kennt ein Ingenieur die physikalischen Randbedingungen einer Konstruktion (Geometrie, Material, sowie die Lasten), so kann er mittels FEM-Berechnungen das Verhalten eines Bauteils vorhersagen. Ganz ohne den zeitintensiven und teuren Bau von Prototypen sowie der zugehörigen Tests. Im Entwicklungsprozess kann so viel Zeit und Geld eingespart werden.

FEM-Analysen zur Optimierung der Materialeffizienz

Leichtbau und Formverbesserung erreicht sachs engeneering durch den Einsatz von Bionik. Mit der Anwendung von Prinzipien aus der Biologie können aber nicht nur Funktion und Form verbessert werden, sondern auch ein Höchstmaß an Materialeffizienz erzielt werden. Ob Gestaltoptimierung (CAO) oder Topologieoptimierung (SKO) – die FEM-Analyse wird immer zu Beginn des jeweiligen Optimierungsverfahrens durchgeführt. Das Ziel ist nicht nur die Verbesserung von Funktion und Festigkeit, sondern gleichzeitig die Verringerung des Materialverbrauchs. Mit dem Einsatz von FEM-Dienstleistungen werden Bauteile also nicht nur leichter, sondern auch kostengünstiger in der Produktion.

sachs engeneering: Ihr FEM-Dienstleister

Egal ob im Bauwesen, Fahrzeugbau, in der Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt oder bei Konsumgütern – FEM-Berechnung wird von sachs engineering für nahezu jedes Einsatzgebiet und auch im Rahmen einer ganzheitlichen Produktentwicklung angeboten. Die von unseren Ingenieuren verwendeten FEM-Methoden lassen folgende Berechnungen zu:

  • Statik – linear und nichtlinear
  • Dynamik – Eigenfrequenzen, harmonische Analysen, PSD-Analysen
  • Thermomechanik
  • Umformsimulation
  • Vernetzung
  • Programmierung von Berechnungsroutinen
  • Festigkeitsnachweise und prüffähige Statiken
  • Betriebsfestigkeitsberechnungen
  • Topologieoptimierung und Gestaltoptimierung

Unser FEM-Ingenieurbüro arbeitet mit gängigen Softwareprogrammen

  • Abaqus: Diese FEM-Software ist in der Automobil-, Luftfahrt- und Schiffbauindustrie weit verbreitete. Denn Problemlösungen der Festkörper-Statik und Festkörper-Dynamik oder Thermomechanik, lassen sich mit dem Rechenprogramm simulieren.
  • Patran/Nastran: Patran ist ein interaktiver Pre- und Postprozessor, der Finite Elemente-Modelle erzeugt, vernetzt und auswertet. Mit Nastran (NAsa STRuctural ANalysis) werden nicht nur die physikalischen Eigenschaften einer Einzelkomponente simulieren, sondern das realistische Verhalten ganzer Systeme.
  • MARC/Mentat: MARC ist eine Software für die nichtlineare Finite Elemente Analyse (FEA). Zusammen mit Mentat wird das Programm für fortgeschrittene nichtlineare Strukturanalysen, Kontaktberechnungen, komplexe Materialmodelle und multiphysikalische Analysen eingesetzt.
  • Dytran: Mit Dytran können die Verhalten von Strukturen und Fluiden im kurzzeitdynamischen Bereich simuliert werden. Diese Berechnungen kommen bei dynamischen und nichtlinearen Vorgängen zum Einsatz. Dazu gehören zum Beispiel Falltests, Explosionen, Sprengungen und große Deformationen, ballistische Fragestellungen oder das Schwappen von Flüssigkeit in einem Behälter.
  • Adams: Adams steht für Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems. Diese Lösung wird für die Simulation mechanischer Systeme und Bewegungsverhalten von dreidimensionalen mechanischen Systemen eingesetzt.
  • Hypermesh: Dieses leistungsfähige Werkzeug wird zur dreidimensionalen Modellierung und Erzeugung von finiten Elementen eingesetzt. HyperMesh erlaubt außerdem die Generierung von FEM-Netzen aus CAD-Daten für fast alle gängigen FEM-Lösungen, z. B. Abaqus oder Nastran.
  • CFX: Dieses Programm bietet Lösungen für komplexe, strömungs- und wärmetechnische sowie elektromagnetische Berechnungen.
  • LS-Dyna: Mit dem Simulationsprogramm werden insbesondere nicht-lineare und hochdynamische Problemstellungen bearbeitet.
  • Pro/Mechanica: Dieses Finite-Elemente-Programm ist integriert in das CAD-System Pro/ENGINEER von PTC. Mit Pro/Mechanica lassen sich Aufbau von FEM-Modellen, Analysen, Konvergenzmethoden oder Ergebnisauswertungen bearbeiten.
  • Rifest (FKM): Mit dieser Software von WIAM lassen sich Festigkeitsnachweise nach FKM-Richtlinien berechnen. Rifest wird für den Konstruktionsprozess und die Bauteilbeanspruchungsanalyse eingesetzt.
  • FormUp (SKO und CAO). Bei der Gestaltoptimierung (CAO) und der Topologieoptimierung kommen die Programme FormUp.Shape und FormUp.Topologie zum Einsatz.