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Entwicklung Sechs Produktneuheiten rund um Simulation und Modellierung

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

Hier stellen wir neue Lösungen für mehr Effizienz in der Produktentwicklung vor. Darunter eine KI-basierte Lösung, die zum Beispiel Kollisionen eigenständig erkennt, Tools für die Blechkonstruktion und das Reverse Engineering sowie Neues zur Simulation.

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Es gibt Neues zu vermelden aus dem Bereich der Simulation, unter anderem eine erweiterte Lösung für die Getriebeölsimulation.
Es gibt Neues zu vermelden aus dem Bereich der Simulation, unter anderem eine erweiterte Lösung für die Getriebeölsimulation.
(Bild: Merkle+Partner)

Künstliche Intelligenz bewertet geometrische Probleme eigenständig

Der Quality-Monitor (QM) von Invenio Virtual Technologies bildet den Prozess für die geometrische Prototypenabsicherung ganzheitlich ab. Er managt die Analyse von geometrischen Konflikten, von Kollisionen bis hin zu freifliegenden Bauteilen. Seit längerem integriert ist bereits generische Künstliche Intelligenz (KI). Damit sollen Anwender schneller und effizienter arbeiten.

Jetzt wurde das Produkt erweitert und trifft nun eigenständig Entscheidungen, teilt Invenio Virtual Technologies mit. Mit diesen intelligenten Algorithmen sei der überragende Durchbruch möglich geworden. Die Invenio KI (Stufe zwei) holt aus den Daten alle Informationen, die benötigt werden, um eigenständige Entscheidungen zu treffen. Sie analysiert alle potenziellen Problemstellen und entscheidet, ob eine Kollision zwischen zwei Bauteilen zu Problemen führt, also als kritisch zu bewerten ist oder nicht. Dabei geht es um Millionen von potenziellen Problemstellen.

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Die KI agiert analog dem menschlichen Entscheidungsprozess. Bei einigen Problemstellen ist sich die KI laut Invenio bereits sehr sicher; bei anderen Bauteilpaarungen gibt sie eine Tendenz vor. Beispielsweise wird eine Kollision zu 60 % unkritisch eingestuft. Der Anwender hat jederzeit die Kontrolle über die KI: Über den sogenannten Vertrauenslevel definiert er, ab wann die KI eigenständig entscheiden darf.

Designtools für Blechteile

Mit den neuen Features in der Version Forming Suite 2020 von Forming Technologies (FTI) können Kosteningenieure, Entwickler und Werkzeugbauer schon frühzeitig im Designprozess produktiv zusammenarbeiten. Anwender können erstmals Forming Suite mit den 3D-Messsystemen von Hexagon verbinden, um Werkzeuge zu scannen und Änderungen zu erfassen. Danach werden die echten Fertigungsparameter in den virtuellen Test integriert und die gescannten Daten fließen in die Berechnung mit ein, um den Stanzvorgang zu validieren.

Eine neue Methode vereinfacht das Aufsetzen von Modellen für die Kosten- und Werkzeugoptimierung für Prozesse mit zwei individuellen Coils. Außerdem sparen Ingenieure Zeit, indem sie Herstellungskonzepte in Forming Suite optimieren und dann die Stanzmatrizengeometrie vom Stufenwerkzeug sowie das Layout des Folgeverbundwerkzeugs direkt in ihr CAD-System exportieren, als Basis für ihre Konstruktion.

Mehr Präzision im Reverse Engineering

3D Systems kündigt neue Versionen von Geomagic Design X und Geomagic Wrap an. Die Lösungen beinhalten laut 3D Systems Funktionen, die Arbeitsabläufe vereinfachen und es Ingenieuren ermöglichen, mit digitalen Tools eine höhere Präzision zu erreichen. Neu in Geomagic Design X ist u.a. die Unroll-/Reroll-Funktion, die einen neuen Modellierungs-Workflow für Rotationsteile mit einer um 94 % höheren Effizienz ermöglichen soll. Zudem sorgen neue Funktionen für hybride Surfacing-Workflows für mehr Produktivität und verbessern die Wiederverwendbarkeit für nachgeschaltetes CAD. Verbesserungen des Skript-Editors in Geomagic Wrap erhöhen die Workflow-Effizienz.

Neue Lösung für die Simulation von Getrieben

Um High-Tech-Getriebe am Laufen zu halten, ist die Viskosität des Öls, verbunden mit der Temperaturverteilung im Getriebe, ausschlaggebend. Bisher waren Simulationen zum Strömungsverhalten und der Temperaturverteilung aufgrund der enormen Rechenzeiten nicht möglich, so Merkle & Partner. Das Ingenieurbüro hat nun auf Basis eines intelligenten Rechenkonzeptes seine komplexe Getriebesimulationen um das Temperaturverhalten erweitert.

Getriebeöl muss nicht nur schmieren, sondern auch Wärme abführen. Temperatur beeinflusst die Viskosität und das Strömungsverhalten des Öls. Das wiederum hat nicht nur Einfluss auf den Getriebelauf, sondern die Kompression und das gesamte Anlass- und Laufverhalten des Motors. „Bei der Entwicklung und Optimierung von Getrieben geht es folglich auch darum, die Temperaturverteilung in den Bauteilen und die Kühlung zu optimieren“, so Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle & Partner GbR. „Temperatur hat also einen sehr großen Einfluss auf die Getriebe-Entwicklung, was von unseren Kunden auch immer wieder nachgefragt wurde. Dieser Einfluss war bis dato tatsächlich über Simulationstechnologien kaum nachzuvollziehen. Zumindest nicht in hochkomplexen Getriebe-Simulationen.“ Denn um realitätsnah alle Faktoren aufzugreifen und zu berechnen, müssten Hochleistungsrechner monatelang arbeiten.

Merkle & Partner hat sich dieser Problemstellung angenommen und bietet seit kurzem eine wirtschaftlich und zeitlich attraktive Berechnung von Temperatursimulationen in der Getriebebeölung. Grundannahme dabei ist, dass sich die Strömung im Getriebe schneller einstellt als die Temperatur. Über diesen ingenieurstechnischen Ansatz lassen sich die Rechenzeiten wie auch der Speicherbedarf enorm reduzieren, da Co-Simulationen mit unterschiedlichen Zeitskalen durchgeführt werden können.

Anwendertreff mechatronische Antriebstechnik

Im Fokus des Anwendertreffs mechatronische Antriebstechnik stehen die mechanischen Komponenten Getriebe, Kupplungen und Bremsen sowie deren Auslegung, Dimensionierung und Zusammenspiel im mechatronischen Gesamtsystem.

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Siemens aktualisiert Simcenter-Lösungen für Systemsimulationen

Siemens Digital Industries Software kündigt die neueste Version der Simcenter-Lösungen für die Systemsimulation an. Die Lösungen sind Bestandteil des Simcenter-Software-Portfolios und ermöglichen Ingenieuren, digitale Zwillinge zu entwickeln, noch bevor der erste physische Prototyp verfügbar ist. Dadurch werden Wechselwirkungen zwischen mechanischen, hydraulischen, pneumatischen, thermischen, elektrischen und elektronischen Systemen optimiert. Die neuen Simcenter-Lösungen für die Systemsimulation sind noch anpassbarer und einfacher zu bedienen, heißt es. Sie sind Teil des Xcelerator-Portfolios.

Die neue Version von Simcenter beinhaltet laut Siemens Digital Industries Software:

  • Die Software Simcenter Amesim bietet erhöhte Genauigkeit und Geschwindigkeit für Aufbau, Messungen und Simulationsergebnisse. Beispielsweise trägt das verbesserte Gasturbinen-Leistungstool dazu bei, dem Aufwand für die Modellerstellung um bis zu einem Faktor 100 zu reduzieren und so Neuentwicklungen zu beschleunigen.
  • Die neue Side-by-Side-Installation ermöglicht es dem Nutzer, verschiedene Softwareversionen von Simcenter Flomaster auf ein- und demselben Client laufen zu lassen. Das verbessert die Zusammenarbeit und erhöht die Effizienz. Die Anwender können jetzt neue Projekte starten, dabei die neuen Funktionen der aktuellen Version nutzen und gleichzeitig genehmigte Versionen für alte Projekte beibehalten.
  • Die neue Version von Simcenter System Analyst ermöglicht die Automatisierung von Modellkonfigurationen. Mit wenigen Klicks können Benutzer ein Modell im Task Pad konfigurieren und parametrisieren.
  • Die Simcenter System Architect Software optimiert die Benutzerfreundlichkeit mithilfe erweiterter Attribute von Simulationsvorlagen und vordefinierten Teilmodellen.
  • Die Simcenter Webapp-Server-Version unterstützt neben nativen Simcenter Amesim-Modellen jetzt auch Functional Mock-up Units (FMU). Der Eigentümer des Modells kann unabhängige FMU 2.0 für die Co-Simulation innerhalb seines Autorentools generieren und auf den Simcenter Webapp Server hochladen.
  • Die Software Simcenter Sysdm lässt sich mit Simcenter System Analyst verknüpfen, um die Nachvollziehbarkeit und Einheitlichkeit von Ressourcen zu gewährleisten, die von Simulationsarchitekten, Domain-Experten und Projektingenieuren gemeinsam genutzt werden.

Lösung für die multiskalare Materialmodellierung

E-Xstream Engineering hat seine Software Digimat zur Materialmodellierung als Teil der 10X-Integrated-Computational-Materials-Engineering-(ICME-)Lösung von Hexagon weiterentwickelt.

  • Mit den neuen Funktionalitäten auf Mikroebene lassen sich nun die Eigenschaften eines Materials anhand seiner chemischen Struktur vorhersagen.
  • Auf der Mesoebene wurde der direkte Engineering-Workflow für unidirektionale Faserverbundwerkstoffe weiterentwickelt, so dass nun die Eigenschaften von Gewebelagen basierend auf ihren physischen und virtuellen Bestandteilen vorausberechnet werden können.
  • Schädigungseffekte, wie Porosität oder beim Automatic Fiber Placement entstandene Lücken, lassen sich jetzt für das gesamte Probestück ermitteln – mithilfe moderner Progressive-Failure-Modelle.
  • Zudem ist die Progressive-Failure-Analyse in Marc, MSC Nastran und weiteren Strukturberechnungsprogrammen über Benutzer-Subroutinen möglich. So bekommen Entwickler eine detaillierte und genaue Vorhersage der Schädigung von Strukturen unter Last, während gleichzeitig Überdimensionierungen reduziert werden.

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