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Dr. Heck. Consulting and Engineering. Simulation nichtlinearer Systeme Integration ADINA in I-DEAS Von Dr.-Ing. Ulrich Heck Dr. Heck Consulting and Engineering www.dhcae.de (download-Möglichkeit der Präsentation als *.ppt mit animierten gifs unter http://www.dhcae.de/Neuigkeiten.htm).

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Presentation Transcript
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Dr. Heck

Consulting and

Engineering

Simulation nichtlinearer Systeme

Integration ADINA in I-DEAS

Von Dr.-Ing. Ulrich Heck

Dr. Heck Consulting and Engineering

www.dhcae.de

(download-Möglichkeit der Präsentation als *.ppt mit animierten gifs unter http://www.dhcae.de/Neuigkeiten.htm)

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Consulting and

Engineering

Wir über uns

  • Adam Hodgson
  • Engineering, Hamburg
  • Simulationsdienstleistung
  • Strukturmechanik
  • Mold-Flow
  • Besonderes Know-How:
  • Kunststofftechnik
  • Umformprozesse
  • Kontaktprobleme
  • Weitere Informationen:
  • www.c-a-e.com
  • Dr. Heck Consulting and
  • Engineering, Krefeld
  • Simulationsdienstleistung
  • Strukturmechanik
  • Strömungsmechanik
  • Wärmetransport
  • Besonderes Know-How:
  • Multiphysik
  • Fluid-Struktur
  • Thermisch-mechanisch
  • Weiter Informationen:
  • www.dhcae.de

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Consulting and

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Einordnung ADINA

  • ADINA- Prof. K.J. Bathe (MIT)
  • Stärken:
  • nichtlineare FEM mit impliziten Lösungsverfahren
  • starke Dehnungen/ Verschiebungen
  • Kontakt
  • nichtlineare Materialien
  • Multiphysik-Anwendungen
    • Fluid-Struktur-Wechselwirkungen (state of the art)
    • thermisch-mechanische Kopplung
  • Schwächen:
  • explizite Analysen (Kurzzeitmechanik: Crash, Fall)
  • Analyse spezieller Strömungen (Mehrphasenströmungen, rotierende Systeme (Pumpen, Verdichter, Rührer), komplexe Turbulenz)

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Warum ADINA

  • Tool zum Mitwachsen:
  • einfache Festigkeitsberechnungen bis zu komplexen Multiphysik-Anwendungen
  • gut integriert in I-DEAS (anwenderfreundlich) - hoffentlich auch in NX
  • Kombination eines hervorragenden Modellierungswerkzeugs (I-DEAS)
  • mit „grenzenlosem“ Anwendungsspektrum (ADINA)

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Demo I-DEAS - ADINA

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Anwendungsbeispiele

  • Anwendungsbeispiele
  • Strukturmechanik
    • plastische Verformung Kunststoffring
    • Umformprozesse Membrane
  • Multiphysik
  • Fluid-Struktur-Anwendungen
    • Strömung durch Ventil
    • Dämpfer
  • Thermisch-mechanische Berechnungen
    • Pressverband mit Reibwärmeentwicklung

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Strukturmechanik Kunststoffring 1

Plastische Verformungen beim

Aufschieben eines Kunststoffrings

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Strukturmechanik Kunststoffring 2

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Strukturmechanik Umformprozesse 1

  • hohe Werkzeugkosten
  • Umformverhalten schwierig vorauszusagen (Mehrstufigkeit, spring-back)
  • Weit verbreitet : explizite Simulationsverfahren
  • Vorteil: sehr effizient, sehr robust, wenn Zeitschrittkriterium (abhängig von kleinster Elementgröße) eingehalten wird
  • ADINA Feature im Bereich Umformprozesse
  • Schalenelemente mit veränderlicher Dicke
  • Modellierung von Draw-beads
  • starke Kontaktalgorithmen
  • verschiedene elasto-plastische Materialmodelle mit Parametern wie Einfluss der Dehnungsgeschwindigkeit oder Temperatureffekte
  • robuste Elemente mit guten Resultaten auch bei starken Dehnungen
  • implizite Analyse bietet Flexibilität in der Zeitschrittwahl

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Strukturmechanik Umformprozesse 2

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FSI: Ventilströmung 1

  • Ventilströmung
  • Deformation der Membrane
  • durch Strömungskräfte (FSI)

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FSI: Ventilströmung 2

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FSI: Dämpfer 1

  • Dämpfer bestehend aus Feder und Masse
  • Dämpfung durch
  • Wandreibung
  • Flüssigkeitsviskosität
  • Flüssigkeitsaustausch zwischen den Kammern
  • instationäre Simulation

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FSI: Dämpfer 2

Geschwindigkeitsvektoren

im Fluidraum,

Vergleichsspannungen

im Schwinger

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Thermo-Mechanik: Pressverband 1

  • Thermisches Fügen einer Welle auf einer Scheibe
  • Erwärmen der Scheibe, dadurch Ausdehnung
  • Kräftefreies Fügen der Welle
  • Abkühlen der Scheibe, Schrumpfung, dadurch Pressverband

Temperaturen beim Fügen Kontaktkräfte

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Thermo-Mechanik: Pressverband 2

  • Wärmeentwicklung durch Reibung
  • (Scheibenbremse)
  • Thermisches Ausdehnen der Scheibe
  • Versagen des Pressverbands im Betrieb

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Temperaturentwicklung durch Reibung

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Zusammenfassung

  • ADINA
  • leistungsstarkes Tool zur Lösung vielfältiger komplexer Probleme
  • gut integriert in I-DEAS, dadurch hervorragende Modellierungswerkzeuge
  • Einstieg:
  • Einfache bis mittelschwere Probleme lassen sich direkt in I-DEAS
  • modellieren, „berechnen“ und auswerten
  • Fortgeschritten:
  • Komplexe Probleme (z.B. Multiphysik) erfordern ein tieferes Verständnis der
  • physikalischen Vorgänge,
  • der Simulationsmodelle,
  • der Modellierungstechnik und
  • der zur Lösung eingesetzten Numerik
  • sowohl mehrjährige Erfahrung, dies effizient umzusetzen (Expertentool).

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