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Dr. Ulrich Heck 1
Dr. Heck
Consulting andEngineering
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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Dr. Heck
Consulting andEngineering
Dr. Heck Consulting and
Engineering, Krefeld
Simulationsdienstleistung
• Strukturmechanik
• Strömungsmechanik
• Wärmetransport
Besonderes Know-How:
Multiphysik
• Fluid-Struktur
• Thermisch-mechanisch
Weiter Informationen:
www.dhcae.de
Adam Hodgson
Engineering, Hamburg
Simulationsdienstleistung
• Strukturmechanik
• Mold-Flow
Besonderes Know-How:
• Kunststofftechnik
• Umformprozesse
• Kontaktprobleme
Weitere Informationen:
www.c-a-e.com
Wir über uns
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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)
Einordnung ADINA
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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)
Warum ADINA
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Demo I-DEAS - ADINA
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Anwendungsbeispiele
Strukturmechanik• plastische Verformung Kunststoffring• Umformprozesse Membrane
MultiphysikFluid-Struktur-Anwendungen
• Strömung durch Ventil• Dämpfer
Thermisch-mechanische Berechnungen• Pressverband mit Reibwärmeentwicklung
Anwendungsbeispiele
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Plastische Verformungen beim Aufschieben eines Kunststoffrings
Strukturmechanik Kunststoffring 1
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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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• Ventilströmung• Deformation der Membranedurch Strömungskräfte (FSI)
FSI: Ventilströmung 1
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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
1. Erwärmen der Scheibe, dadurch Ausdehnung
2. Kräftefreies Fügen der Welle
3. Abkühlen der Scheibe, Schrumpfung, dadurch Pressverband
Temperaturen beim Fügen
Kontaktkräfte
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• Wärmeentwicklung durch Reibung(Scheibenbremse)
• Thermisches Ausdehnen der Scheibe
• Versagen des Pressverbands im Betrieb
Thermo-Mechanik: Pressverband 2
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 Numeriksowohl mehrjährige Erfahrung, dies effizient umzusetzen (Expertentool).
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