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Simulation

Simulation Cadfem-Extension ermöglicht die sichere Auslegung von Baugruppen mit Wälzlagern

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Um eine einsatzgerechte Auslegung von Baugruppen mit Wälzlagern schon in der Entwicklung und Konstruktion von Maschinen und Anlagen zu ermöglichen, hat Cadfem hat die neue Software „Rolling Bearing inside Ansys“ vorgestellt. Damit lassen sich Aufwand und Kosten für entsprechende Baugruppenversuche reduzieren.

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Die einfache und präzise Wälzlagermodellierung in der Getriebebaugruppe ermöglicht eine neue Cadfem-Extension.
Die einfache und präzise Wälzlagermodellierung in der Getriebebaugruppe ermöglicht eine neue Cadfem-Extension.
(Bild: CADFEM, WITTENSTEIN SE)

Mit der Cadfem-Extension „Rolling Bearing inside Ansys“ lässt sich das Verhalten von Wälzlagern innerhalb der Ansys-Software simulieren. Entwickelt wurde die Software gemeinsam mit dem Unternehmen Meshparts, das sich auf die Automatisierung der FEM-Modellerstellung spezialisiert hat.

Verformungsverhalten und Kraftfluss simulieren

Mit der neuen Extension kann das Verformungsverhalten und der Kraftfluss in der Gesamtbaugruppe realistisch abgebildet werden, so dass Simulationsergebnisse mit hoher Aussagekraft zur Verfügung stehen.

Der Anwender kann einfach das gewünschte Wälzlager aus der Lagerbibliothek auswählen und die Einbausituation in der Baugruppe vorgeben. Dann werden im Hintergrund automatisch präzise Ersatzmodelle für jeden einzelnen Wälzkörper erzeugt.
Der Anwender kann einfach das gewünschte Wälzlager aus der Lagerbibliothek auswählen und die Einbausituation in der Baugruppe vorgeben. Dann werden im Hintergrund automatisch präzise Ersatzmodelle für jeden einzelnen Wälzkörper erzeugt.
(Bild: CADFEM, WITTENSTEIN SE)

Zusätzlich zur Zeitersparnis und der Möglichkeit mehr Varianten in kürzerer Zeit zu untersuchen, führt die Simulation zu einem verbesserten Produktverständnis. Unter anderem auch dadurch, dass Bereiche von Baugruppen untersucht werden können, in denen mit traditionellen Methoden keine Sensoren positionierbar sind.

Für die Berechnungen mit der Cadfem-Extension ist es egal, ob es sich um Rillenkugel-, Schrägkugel-, Zylinderrollen- oder Kegelrollenlager handelt. Auf der Grundlage einer offenen und herstellerunabhängigen Lagerbibliothek kann nahezu jedes Wälzlager aufgenommen werden. Durch die implementierten Algorithmen ist es nicht mehr notwendig, die Lagersteifigkeit für jede Belastungssituation beim Hersteller zu erfragen oder diese mit einem zusätzlichen Berechnungsprogramm zu ermitteln.

Die Simulationen werden mit sehr präzisen Berechnungsmodellen durchgeführt, die auf den jeweils in der Bibliothek hinterlegten Lagergeometrien basieren, teilt Cadfem mit. Damit lässt sich die Lagersteifigkeit für jede Belastungssituation in der Baugruppe realitätsgetreu abbilden.

Wälzlager aus Bibliothek wählen

Der Anwender wählt das gewünschte Wälzlager aus der Lagerbibliothek aus und gibt die Einbausituation in der Baugruppe vor. Im Hintergrund werden präzise Ersatzmodelle für jeden einzelnen Wälzkörper erzeugt. Damit ist sichergestellt, dass der Kraftfluss über das Lager – und somit im Gesamtmodell – korrekt abgebildet wird. Da der komplette Vorgang in wenigen Sekunden erledigt ist, lassen sich viele Varianten in sehr kurzer Zeit berechnen und bewerten, um das Produktverhalten an die vorgegebenen Anforderungen anzupassen.

Expertenwissen verfügbar gemacht

Die einfache Handhabung der Software ermöglicht es vielen Ingenieuren, sie zu nutzen, ohne Lagerexperte zu sein. Durch die genaue Abbildung des Kraftflusses lässt sich die Belastung jeder einzelnen Komponente des Modells analysieren – sei es die Belastung in den Lagern und den damit verbundenen Kontaktpressungen oder die Verformungen und Spannungen der gelagerten Welle. So können die Fragen, die beim Einsatz von Wälzlagern auftreten – ohne eine Vielzahl von Prototypen sowie komplizierte Versuchsaufbauten und Messungen – einfach und schnell beantwortet werden.

Tipp

Cadfem informiert über die neue Extension „Rolling Bearing inside Ansys“ in einem Webinar am 4. November 2020:

Anmeldung zum Webinar.

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