Simulation, Modellierung und Analyse mechanischer Systeme

Mit den Bibliotheken der Domäne Mechanik lassen sich Aufgabenstellungen zur dynamischen Analyse mechanischer Systeme besonders effizient bearbeiten. Die Ele­mente er­möglichen einen schnellen und intuitiven Modell­auf­bau ent­sprech­end der gewünschten Freiheitsgrade (1D, 2D oder 3D). Modelle werden beispielsweise mit Massen, Dreh­trägheiten, Fe­der-Däm­pfern und Kraft­ein­lei­tungen aufgebaut, welche mit physikalischen Kenngrößen parametriert werden.

 

Die verwendete netzwerkorientierte Modellierung entspricht der ingenieurtechnischen Sichtweise auf mechanische Systeme. Die Domäne Mechanik bildet die Grundlage für den Aufbau von Modellen der Antriebstechnik und erlaubt in Verbindung mit den Domänen Hydraulik und Pneumatik die Simulation kompletter fluidtechnischer Anlagen mit mechanisch arbeitenden Bauteilen.

SimulationX-Bibliotheken der Mechanik

 

Translatorische und Rotatorische Mechanik

Die Bibliotheken Translatorische Mechanik und Rotatorische Mechanik stellen die Basisfunktionalitäten für ein- und zwei­­di­men­sionale mechanische Strukturen zur Verfügung. Das Para­me­trieren mit Kenn­li­ni­en und Ausdrücken sowie das Zu­sam­men­fassen von Elementen erlauben den Aufbau komplexer mechanisch­er Systeme, wie beispielsweise Kfz-Antriebsstränge oder Ver­ar­bei­tungs­maschinen. Alle Ele­mente lassen sich mit den Elementen aus den Biblio­theken der Antriebstechnik oder der Signalglieder verbinden.

 

MKS-Mechanik

Die Bibliothek MKS-Mechanik erlaubt die Ab­bil­dung dreidimensionaler Mehrkörpersysteme (MKS) mit offenen und geschlossenen Gliederketten in Simulationsmodellen. Durch den Im­port von CAD-Daten sind auch be­lie­big kompliziert ge­for­mte Körper in das Modell integrier­bar. Verschiedene Koppel­ele­men­te, basierend auf mechanischen Kraft- oder Bewegungsgrößen, ermöglichen die Anbindung von Modellteilen, die in anderen Domänen agieren (z.B. 1D-Mechanik, Hydraulik, Reglerstrukturen). Eine parallele 3D-Ansicht erlaubt dem Anwender die zeitgleiche Visualisierung des Modells während Modellaufbau, Parametrierung und Simulation. Die Bibliothek findet unter anderem Anwendung in der Analyse von Windenergiean­la­gen, der Modellierung von Kfz-An­triebs­strän­gen und -Fahr­­werken oder bei der Unter­such­ung von Ver­ar­bei­tungs­maschinen.

Schnittstellen für größeren Funktionsumfang

Eine Reihe von Schnittstellen erweitert den Funktionsumfang der Mechanik-Bibliotheken und stellt die Verbindung zu anderen Software-Werkzeugen her, die im Entwicklungsprozess Anwendung finden.

• Modales Ersatzsystem
  • Das Modale Ersatzsystem erlaubt die Einbindung Elastischer Körper in die 1D-Mechaniksimulation mittels modaler Parameter, die aus experimentellen Modalanalysen oder FEM-Pro­gram­men gewonnen werden. Damit können zum Beispiel Fahrzeugkarosserien, Gehäuse oder Ma­schi­nen­ge­stel­le in die Simulation eingebunden werden. Für das Programm ANSYS^® existiert ein Importfilter, der diesen Prozess weitgehend automatisiert.

• Standard CAD Schnittstellen
  • Durch einen CAD-Im­port können be­lie­big kompliziert ge­for­mte Körper in MKS-Modelle integriert werden. Der Import im STL-Format garantiert Unabhängigkeit vom verwendeten CAD-System und berechnet automatisch Massen- und Trägheitsdaten.

• Erweiterte CAD Schnittstellen
  • Für die CAD-Systeme Autodesk Inventor® und Pro/ENGINEER® existiert darüber hinaus ein strukturierter Import für komplette Baugruppen.