Mit EM-Simulation schnell zu neuen Antriebskonzepten

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ANSYS Germany GmbH

Automatisierte Optimierungsschleifen

Mehrdimensionale Optimierungen können automatisiert soweit durchgeführt werden, bis eine Verbesserung eines Parameters zwangsweise zu einer Verschlechterung eines anderen Parameters führen muss. Man bezeichnet diesen Fall dann als Pareto-Optimum. Die zugeordneten Simulationen mit den entsprechenden abhängigen Parametern können dann im Diagramm als Pareto-Front dargestellt werden, was Entscheidungen über die Priorisierung von Lösungen nach einzelnen Gesichtspunkten deutlich erleichtert. Selbstverständlich können aus den speziellen Optimierungszielen abgeleitete eigene Qualitätsfunktionen („Goodness“) definiert werden. Es können auch andere bzw. weitere Analyse- und Optimierungsverfahren wie Sensitivity, SixSigma, Differentielle Evaluierung („DE“) und Response Surface („RS“) sowie Mischformen der beiden letzteren Verfahren eingesetzt werden. Mit den optimierten Parametern können die ursprünglichen Templates weiter verfeinert und auf Systemebene die Auswirkungen auf das nun optimierte Gesamtsystem einschließlich Last verfolgt werden.

Weitere Möglichkeiten

Analog zu den elektromechanischen Grundanalysen mit Maxwell können über die im RMxprt integrierten Interfaces auch weiterführende Analysen in anderen Domänen und mit anderen Simulationspaketen von Ansys durchgeführt und so die spezifischen Templates weiter optimiert werden. Dies schließt umfangreiche thermische und strukturelle Analysen mit ein. Mit letzteren können qualifizierte Aussagen zu entstehenden Vibrationen und Geräuschentwicklung gemacht werden. Ebenso können Materialermüdung und die daraus resultierende zu erwartende Lebensdauer ermittelt werden. So können neue Maschinen effizient nach den für die jeweiligen Anwendungen wichtigen Parametern optimiert und geeignete Betriebsbereiche bestimmt werden. Dies können technische (Drehmoment, Drehzahl, Maximal- und Minimalleistung, Betriebstemperaturen, maximal zulässige Vibrationen, etc.) oder kaufmännische (Wirkungsgrad, Materialkosten, erwartete Lebensdauer, etc.) Parameter sein. In allen Fällen profitiert der Entwickler von der intuitiven Bedienoberfläche und der durchgängigen Integration aller Simulations- und Auswertungspakete von Ansys.

Das Beispiel zeigt anschaulich, wie schnell und mit welch geringem Aufwand verschiedene Auslegungsvarianten einer möglichen Lösung auf grundsätzliche Eignung getestet und auf die jeweilige Anwendung hin optimiert werden können. Die umfangreichen Auswertungsmöglichkeiten der Simulationsergebnisse ermöglichen eine genaue Abschätzung der jeweiligen Vor- und Nachteile sowie Kosten bereits am virtuellen Prototyp.

So können Aufwand und Möglichkeiten (Leistungsdaten) bereits frühzeitig abgeschätzt werden, was bereits in der Entwicklungsphase zu deutlicher Zeitersparnis und Kostenreduzierungen führt.

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