Finite Elemente Analyse

    Diese Art der numerischen Simulation zählt zu den ersten kommerziell eingesetzten Berechnungsmethoden und ist seit Jahrzehnten im Einsatz. Es handelt sich um eine Software, welche partielle Gleichungen näherungsweise löst um somit physikalische Effekte mathematisch beschreiben zu können.

    Software

    Um eine Finite Elemente Analyse (FEA) durchführen zu können muss zu Beginn ein mathematisches Modell erstellt werden. Dies geschieht im sogenannten Preprocessing. Hierfür verwendet SinusPro zwei unterschiedliche Software-Tools:

    • Für Volumengeometrien, wie z.B. gedrungene Gussbauteile: Abaqus/CAE
      Anwendungsgebiete: z.B. Motoren, Sondermaschinenbau und Antriebsstrangentwicklung

    • Für Schalengeomertien, wie z.B. Bleche oder Kunststoffteile: von T-Systems
      Anwendungsgebiete: z.B. Automobilkarosserien, Wagenkästen

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      Das Unternehmen SinusPro hat sowohl Erfahrung mit impliziten als auch mit expliziten Gleichungsansätzen und verwendet als FEA-Gleichungslöser für beide Ansätze die Software Abaqus von Dassault Systems, welches zu den führenden und anerkannten Simulationswerkzeugen der heutigen Zeit gehört.

      Die Mitarbeiter von SinusPro haben auch Erfahrung mit den FEM-Gleichungslösern

      • Code Aster
      • MSC Nastran
      • Cosmos

       

      Methoden und Anwendungsfälle

      SinusPro hat Erfahrung in folgenden Methodik-Ansätzen:

      • Lineare Statik: z.B. Schweißnahtberechnungen nach Kranbaunorm (DIN 15018) oder FKM Richtlinie
      • Nicht lineare Statik:
        • z.B. Schraubensimulation (Vorspannkraft, nicht linearem Verhalten im Streckgrenzenbereich)
          • sich verändernde Kontaktbedingungen (als Funktion des Druckes, Reibung, Rutschen in der Fuge, Eigenkontakt, etc.)
          • Press- und Spielpassungen

      • Nichtlineare Quasistatik: Randbedingungen aus Dynamik, z.B:

        • Kräfte aus Dynamik , Beschleunigungen, etc.
        • Frequenzanalyse
        • Gasdrücke z.B. einer Verbrennungskraftmaschine od. Kompressors
        • Harmonische Antwort
        • Stoßanalyse
        • Detailanalysen von Crashlastfällen
        • Spektralanalyse
        • Zufallsanalyse

      • Nichtlineares Materialgesetz:

        • Temperatur Abhängigkeiten
          • Instationär
          • Linear und nichtlinear
          • Strahlung
          • Thermoelastizität
          • Thermoplastizität
        • elasto-plastisch
        • visko-elasto-plastisch (dehnratenabhängig)
        • Oberflächenbeschichtungen (z.B. Galvanisierte Kunststoffteile)
        • Verfestigung
        • Idealplastisches Verhalten
        • Zyklische Plastität
        • Spannungs-Dehnung-Abhängikeiten
        • Composite-Berechnungen
      • Lebensdaueranalysen
        • Dauerfestigkeit (High cycle fatigue) z.B. von Schweißnähten
        • Zeitfestigkeit (Low cycle fatigue)
        • Transiente Spannungskollektive (ein- und mehrkannalig)
      • Sehr Große Verformungen (Explizit)
        • Umformprozesse
        • Tiefziehprozesse
        • Crash / Drop tests
        • Eigenkontakt
      • Thermische Berechnungen
        • stationäre Temperaturfeldrechnungen (gekoppelt mit CFD-Simulationen)
        • Wärmeübergang in der Fuge
        • Temperaturabhängige Wärmeleitung
        • Wärmestrahlung
        • Virtuelle_Thermografie
        • Transiente Temperaturfeldrechnungen (gekoppelt mit CFD-Simulationen)
        • Voll gekoppelte thermo-mechanische Simulation
        • Auslegung von thermisch hoch belasteten Schrauben
      • Eigenfrequenzen
        • Eigenwertanalysen, z.B: Optimierung der Eigenfrequenz bezogen auf die Anregungsordnungen
        • Eigenmmoden
        • Auswertung der Strainenergy
      • Frequency Response Analyse
      • Funktionserfüllung von Baugruppen
        • Kriech-Effekte von duktilen Werkstoffen (z.B: Kunstoffen, thermisch belasteten Metallen)
      • Stabilitätsprobleme
        • Knickung
        • Beulen
          • Elastoplastisches Beulen
          • Lineares und nichtlineares Beulen
      • Verschleiß
        • Tribologie
        • Deformationen
        • Slip-Stick-Effekte, Rattern, etc.
      • Gummi-Dichtungsberechnung
      • Polymer-Berechnungen
      • FSI Fluid-Struktur-Kopplung

       

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