Anderl / Binde Simulationen mit NX / Simcenter 3D
1. aktualisierte Auflage 2022
ISBN: 978-3-446-47451-2
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Kinematik, FEM, CFD, EM und Datenmanagement
E-Book, Deutsch, 430 Seiten
ISBN: 978-3-446-47451-2
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Inhaltsbeschreibung folgt
Autoren/Hrsg.
Fachgebiete
- Technische Wissenschaften Technik Allgemein Technische Zeichnung
- Technische Wissenschaften Technik Allgemein Konstruktionslehre und -technik
- Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Maschinenbau
- Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Produktionstechnik Computergestützte Fertigung
Weitere Infos & Material
1;Inhalt;7
2;Vorwort;19
3;1 Einführung;21
3.1;1.1 Lernaufgaben, Lernziele und wichtige Voraussetzungen für die Arbeit mit dem Buch;24
3.2;1.2 Arbeitsumgebungen;26
3.3;1.3 Arbeiten mit dem Buch;27
4;2 NX/Simcenter 3D Motion (MKS);31
4.1;2.1 Einführung und Theorie;31
4.1.1;2.1.1 Berechnungsmethode;32
4.1.2;2.1.2 Einschränkungen;34
4.1.3;2.1.3 Klassifikationen bei MKS;35
4.2;2.2 Lernaufgaben zur Kinematik;36
4.2.1;2.2.1 Lenkgetriebe;36
4.2.1.1;2.2.1.1 Aufgabenstellung;36
4.2.1.2;2.2.1.2 Überblick über die Funktionen;37
4.2.1.3;2.2.1.3 Überblick über die Lösungsschritte;42
4.2.1.4;2.2.1.4 Erzeugung der NX/Simcenter 3D Motion-Datei;42
4.2.1.5;2.2.1.5 Wahl des Lösungstyps;45
4.2.1.6;2.2.1.6 Definition der Bewegungskörper (Motion Bodies);46
4.2.1.7;2.2.1.7 Definition von Drehgelenken;48
4.2.1.8;2.2.1.8 Ermittlung unbestimmter Freiheitsgrade;50
4.2.1.9;2.2.1.9 Testlauf mit zwei unbestimmten Freiheitsgraden;50
4.2.1.10;2.2.1.10 Definition eines kinematischen Antriebs;52
4.2.1.11;2.2.1.11 Erzeugung eines Zahnradpaars;54
4.2.1.12;2.2.1.12 Visuelle Kontrolle durch Nutzung der Artikulation;54
4.2.2;2.2.2 Top-down-Entwicklung der Lenkhebelkinematik;55
4.2.2.1;2.2.2.1 Aufgabenstellung;56
4.2.2.2;2.2.2.2 Überblick über die Lösungsschritte;56
4.2.2.3;2.2.2.3 Vorbereitungen;57
4.2.2.4;2.2.2.4 Erzeugung einer Prinzipskizze der Lenkhebel;57
4.2.2.5;2.2.2.5 Erzeugung der NX/Simcenter 3D Motion-Datei;58
4.2.2.6;2.2.2.6 Definition der Bewegungskörper durch Skizzenkurven;59
4.2.2.7;2.2.2.7 Erzeugung von Drehgelenken;61
4.2.2.8;2.2.2.8 Testlauf mit einem unbestimmten Freiheitsgrad;62
4.2.2.9;2.2.2.9 Bedeutung redundanter Freiheitsgrade;63
4.2.2.10;2.2.2.10 Einbau eines Kugelgelenks;65
4.2.2.11;2.2.2.11 Einbau eines Zylindergelenks;65
4.2.2.12;2.2.2.12 Erzeugung eines kinematischen Antriebs;66
4.2.2.13;2.2.2.13 Durchführung der Artikulation;66
4.2.2.14;2.2.2.14 Graphenerstellung der Radwinkelbewegung;67
4.2.2.15;2.2.2.15 Erstellung von Baugruppenkomponenten aus Prinzipkurven;70
4.2.2.16;2.2.2.16 Hinzufügen der neuen Komponenten zum Motion-Modell;72
4.2.3;2.2.3 Kollisionsprüfung am Gesamtmodell der Lenkung;73
4.2.3.1;2.2.3.1 Aufgabenstellung;74
4.2.3.2;2.2.3.2 Erstellung der Motion-Datei;74
4.2.3.3;2.2.3.3 Import der Motion-Untermodelle;74
4.2.3.3.1;2.2.3.3.1 Art des Imports;74
4.2.3.3.2;2.2.3.3.2 Untermechanismus hinzufügen;75
4.2.3.3.3;2.2.3.3.3 Nachbereitungen;76
4.2.3.4;2.2.3.4 Hinzufügen der Lenkstange;77
4.2.3.5;2.2.3.5 Erzeugung des Drehkreuzes mit einem Hilfskörper;77
4.2.3.6;2.2.3.6 Erzeugung eines Kugelgelenks;78
4.2.3.7;2.2.3.7 Artikulation des Gesamtsystems;79
4.2.3.8;2.2.3.8 Mechanismus für das Einfedern zufügen;79
4.2.3.8.1;2.2.3.8.1 Erzeugung eines Schiebegelenks am Querträger;79
4.2.3.8.2;2.2.3.8.2 Umreferenzierung der Drehgelenke an den Lenkhebeln;80
4.2.3.9;2.2.3.9 Durchfahren der Bewegungen beim Einfedern und Lenken;81
4.2.3.10;2.2.3.10 Kollisionsprüfung;81
4.3;2.3 Lernaufgaben zur Dynamik;82
4.3.1;2.3.1 Fallversuch am Fahrzeugrad;82
4.3.1.1;2.3.1.1 Aufgabenstellung;83
4.3.1.2;2.3.1.2 Vorbereitungen;83
4.3.1.3;2.3.1.3 Zuordnung von Masseneigenschaften;84
4.3.1.4;2.3.1.4 Definition der Bewegungskörper (Motion Bodies);85
4.3.1.5;2.3.1.5 Funktionsweise des 3D-Kontakts;86
4.3.1.6;2.3.1.6 Funktionsweise der Reibung am 3D-Kontakt;87
4.3.1.7;2.3.1.7 Funktionsweise der Dämpfung am 3D-Kontakt;88
4.3.1.8;2.3.1.8 Erzeugung eines 3D-Kontakts;88
4.3.1.9;2.3.1.9 Lösung und Animation der Ergebnisse;89
4.3.1.10;2.3.1.10 Erzeugung einer Bewegungsspur;90
4.4;2.4 Lernaufgaben zur Co-Simulation;92
4.4.1;2.4.1 Balancieren eines Pendels;92
4.4.1.1;2.4.1.1 Aufgabenstellung;93
4.4.1.2;2.4.1.2 Anpassung der Anwenderstandards;93
4.4.1.3;2.4.1.3 Start der Anwendung für Co-Simulation;93
4.4.1.4;2.4.1.4 Erzeugung der Bewegungskörper und Gelenke;94
4.4.1.5;2.4.1.5 Marker und Sensor erzeugen;95
4.4.1.6;2.4.1.6 Messgrößenausgang für Simulink erzeugen;97
4.4.1.7;2.4.1.7 Messgrößeneingang erzeugen und mit Kraft verknüpfen;97
4.4.1.8;2.4.1.8 Lösung der Co-Simulation;98
4.4.1.9;2.4.1.9 Postprocessing für einen P-Regler;98
4.4.1.10;2.4.1.10 Ergebnisse bei einem PD-Regler;99
4.4.1.11;2.4.1.11 Ergebnisse bei einem PID-Regler;100
5;3 NX Design Simulation (FEM);101
5.1;3.1 Einführung und Theorie;102
5.1.1;3.1.1 Lineare Statik;103
5.1.2;3.1.2 Nichtlineare Effekte;105
5.1.2.1;3.1.2.1 Kontakt-Nichtlinearität;106
5.1.2.2;3.1.2.2 Nichtlineares Material;106
5.1.2.3;3.1.2.3 Große Verformungen bzw. nichtlineare Geometrie;107
5.1.3;3.1.3 Einfluss der Netzfeinheit;107
5.1.4;3.1.4 Singularitäten;108
5.1.5;3.1.5 Eigenfrequenzen;109
5.1.6;3.1.6 Thermotransfer;111
5.1.7;3.1.7 Lineares Beulen;112
5.2;3.2 Lernaufgaben zur Design-Simulation;112
5.2.1;3.2.1 Kerbspannung am Lenkhebel (Sol 101);113
5.2.1.1;3.2.1.1 Aufgabenstellung;113
5.2.1.2;3.2.1.2 Laden und Vorbereiten der Baugruppe;114
5.2.1.3;3.2.1.3 Starten der FE-Anwendung und Erstellen der Dateistruktur;115
5.2.1.4;3.2.1.4 Wahl der Lösungsmethode;117
5.2.1.5;3.2.1.5 Umgang mit dem Simulation Navigator;118
5.2.1.5.1;3.2.1.5.1 Navigation in der Dateistruktur;119
5.2.1.5.2;3.2.1.5.2 Der Knoten der Simulationsdatei;119
5.2.1.5.3;3.2.1.5.3 Der Knoten Polygon Geometry;120
5.2.1.5.4;3.2.1.5.4 Der Knoten Simulation Object Container;120
5.2.1.5.5;3.2.1.5.5 Die Knoten Load Container und Constraint Container;120
5.2.1.5.6;3.2.1.5.6 Der Knoten Solution;121
5.2.1.6;3.2.1.6 Überblick über die Lösungsschritte;122
5.2.1.7;3.2.1.7 Vorbereitungen der Geometrie;122
5.2.1.7.1;3.2.1.7.1 Erfordernisse an die CAD-Geometrie;123
5.2.1.7.2;3.2.1.7.2 Voraussetzungen für Geometrieänderungen in der FE-Umgebung;124
5.2.1.7.3;3.2.1.7.3 Erzeugung eines Wave-Geometrie-Links des Bauteils;125
5.2.1.7.4;3.2.1.7.4 Symmetrieschnitt am Hebel;125
5.2.1.7.5;3.2.1.7.5 Freischnitt irrelevanter Geometrieteile;126
5.2.1.7.6;3.2.1.7.6 Detaillierung im Bereich der Kerbe;128
5.2.1.7.7;3.2.1.7.7 Vergröbern der Geometrie;128
5.2.1.8;3.2.1.8 Allgemeines zur Vernetzung;129
5.2.1.9;3.2.1.9 Erzeugung der Standardvernetzung;130
5.2.1.10;3.2.1.10 Definition der Materialeigenschaften;132
5.2.1.11;3.2.1.11 Erzeugung der Last;134
5.2.1.12;3.2.1.12 Überblick über weitere Lasttypen;135
5.2.1.13;3.2.1.13 Erzeugung der fixen Einspannung;136
5.2.1.14;3.2.1.14 Erzeugung der drehbaren Lagerung;137
5.2.1.15;3.2.1.15 Erzeugung der Bedingung für eine Spiegelsymmetrie;138
5.2.1.16;3.2.1.16 Vollständigkeit der Einspannung prüfen;138
5.2.1.17;3.2.1.17 Überblick über weitere Zwangsbedingungen;139
5.2.1.18;3.2.1.18 Berechnung der Ergebnisse;140
5.2.1.19;3.2.1.19 Überblick über den Postprozessor;140
5.2.1.20;3.2.1.20 Beurteilung der Verformungsergebnisse;143
5.2.1.21;3.2.1.21 Vorläufige Spannungsergebnisse ablesen;145
5.2.1.22;3.2.1.22 Gemittelte und ungemittelte Knotenspannungen;146
5.2.1.23;3.2.1.23 Vergleich der FE-Ergebnisse mit der Theorie;147
5.2.1.24;3.2.1.24 Beurteilung der FE-Netzgüte;149
5.2.1.24.1;3.2.1.24.1 Visuelle Kontrolle;149
5.2.1.24.2;3.2.1.24.2 Kontrolle durch automatische Prüfung der Elementformen;150
5.2.1.24.3;3.2.1.24.3 Kontrolle durch Vergleich der gemittelten und ungemittelten Spannungen;151
5.2.1.25;3.2.1.25 Möglichkeiten zur Verbesserung des FE-Netzes;151
5.2.1.25.1;3.2.1.25.1 Verringerung der Gesamtelementgröße;152
5.2.1.25.2;3.2.1.25.2 Lokale Verfeinerung mithilfe von 2D-Oberflächennetzen;152
5.2.1.25.3;3.2.1.25.3 Lokale Verfeinerung mit der Gittersteuerung;152
5.2.1.25.4;3.2.1.25.4 Lokale Verfeinerung durch Volumenpartitionierung;153
5.2.1.26;3.2.1.26 Volumenpartitionierung am interessierenden Bereich;153
5.2.1.27;3.2.1.27 Vernetzung der unterteilten Körper;154
5.2.1.28;3.2.1.28 Nacharbeitung an den Randbedingungen;155
5.2.1.29;3.2.1.29 Neuberechnung;155
5.2.1.30;3.2.1.30 Weitere Verfeinerungen bis zur Konvergenz;156
5.2.1.31;3.2.1.31 Gegenüberstellung der Ergebnisse und Bewertung;156
5.2.1.32;3.2.1.32 Der Effekt von Singularitäten;158
5.2.2;3.2.2 Temperaturfeld in einer Rakete (Sol 153);160
5.2.2.1;3.2.2.1 Aufgabenstellung;161
5.2.2.2;3.2.2.2 Laden der Teile;161
5.2.2.3;3.2.2.3 Erzeugung der Dateistruktur;162
5.2.2.4;3.2.2.4 Überlegungen zu Symmetrie und Lösungstyp;162
5.2.2.5;3.2.2.5 Erzeugung der Lösung;162
5.2.2.6;3.2.2.6 Erzeugung eines WAVE-Links;163
5.2.2.7;3.2.2.7 Erzeugung der Symmetrieschnitte;164
5.2.2.8;3.2.2.8 Erzeugung und Zuordnung der Materialeigenschaften;164
5.2.2.9;3.2.2.9 Erzeugung der Netzverbindung;165
5.2.2.10;3.2.2.10 Erzeugung der Vernetzung;166
5.2.2.11;3.2.2.11 Erzeugung der Temperaturrandbedingung;166
5.2.2.12;3.2.2.12 Erzeugung der Konvektionsrandbedingung;167
5.2.2.13;3.2.2.13 Die thermische Symmetrierandbedingung;168
5.2.2.14;3.2.2.14 Berechnung und Anzeige der Ergebnisse;168
6;4 NX/Simcenter 3D FEM;171
6.1;4.1 Einführung;172
6.1.1;4.1.1 Sol 101: Lineare Statik und Kontakt;174
6.1.2;4.1.2 Sol 103: Eigenfrequenzen;174
6.1.3;4.1.3 Sol 106: Nichtlineare Statik;174
6.1.4;4.1.4 Sol 401/402: Multi-Step Nonlinear;175
6.2;4.2 Lernaufgaben zur linearen Analyse und Kontaktfunktion (Sol 101/103);178
6.2.1;4.2.1 Steifigkeit des Fahrzeugrahmens;178
6.2.1.1;4.2.1.1 Aufgabenstellung (Teil 1);179
6.2.1.2;4.2.1.2 Vorüberlegungen zur Baugruppenstruktur;179
6.2.1.3;4.2.1.3 Überlegungen zur Vernetzung;179
6.2.1.4;4.2.1.4 Erzeugung der Dateistruktur für die Schalenelement-Simulation;180
6.2.1.5;4.2.1.5 Markierungen für spätere Randbedingungen erzeugen;181
6.2.1.6;4.2.1.6 Entfernung unrelevanter Formelemente;182
6.2.1.7;4.2.1.7 Erzeugung der Mittelfläche;184
6.2.1.8;4.2.1.8 Unterteilung der Fläche für den Lastangriff;186
6.2.1.9;4.2.1.9 Polygongeometrie für die Mittelfläche hinzufügen;187
6.2.1.10;4.2.1.10 2D-Vernetzen des Flächenmodells;188
6.2.1.11;4.2.1.11 Angabe der Wandstärke;189
6.2.1.12;4.2.1.12 Verbindung des Netzes mit den Lagerungspunkten;189
6.2.1.13;4.2.1.13 Materialeigenschaften;190
6.2.1.14;4.2.1.14 Erzeugung der Last;190
6.2.1.15;4.2.1.15 Erzeugung der Lagerungen;191
6.2.1.16;4.2.1.16 Berechnung und Bewertung der Lösungen;192
6.2.1.17;4.2.1.17 Verifikation anhand einfacher Balkentheorie;194
6.2.1.18;4.2.1.18 Aufgabenstellung (Teil 2);196
6.2.1.19;4.2.1.19 Möglichkeiten für Baugruppen-FEMs;197
6.2.1.20;4.2.1.20 Aufbau einer Assembly-FEM;197
6.2.1.21;4.2.1.21 Erzeugung von Modellen für Nietverbindungen;200
6.2.1.22;4.2.1.22 Vereinigung doppelter Knoten;202
6.2.1.23;4.2.1.23 Auflösung von Nummerierungskonflikten;204
6.2.1.24;4.2.1.24 Erzeugung einer Simulationsdatei;204
6.2.1.25;4.2.1.25 Einen Fehler im Modellaufbau finden und lösen;205
6.2.1.26;4.2.1.26 Berechnung der Lösungen;206
6.2.1.27;4.2.1.27 Gegenüberstellung von zwei verschiedenen Ergebnissen;206
6.2.2;4.2.2 Auslegung einer Schraubenfeder;209
6.2.2.1;4.2.2.1 Aufgabenstellung;209
6.2.2.2;4.2.2.2 Überblick über die Lösungsschritte;210
6.2.2.3;4.2.2.3 Aufbau des parametrischen CAD-Modells;210
6.2.2.4;4.2.2.4 Überlegungen zur Vernetzungsstrategie;210
6.2.2.5;4.2.2.5 Überlegungen zu Randbedingungen;212
6.2.2.6;4.2.2.6 Erzeugung der Dateistruktur und der Lösungsmethode;212
6.2.2.7;4.2.2.7 Vorbereitungen für Randbedingungen;213
6.2.2.8;4.2.2.8 Vernetzung mit Balkenelementen;214
6.2.2.9;4.2.2.9 Zuordnung von Material;215
6.2.2.10;4.2.2.10 Erstellung und Zuordnung eines Balkenquerschnitts;216
6.2.2.11;4.2.2.11 Erzeugung der Einspannung;217
6.2.2.12;4.2.2.12 Erzeugung der aufgezwungenen Verschiebung;218
6.2.2.13;4.2.2.13 Berechnung der Lösungen;219
6.2.2.14;4.2.2.14 Ermittlung der Reaktionskraft;219
6.2.2.15;4.2.2.15 Ermitteln der maximalen Zughauptspannung;220
6.2.2.16;4.2.2.16 Schlussfolgerungen für die Konstruktion;222
6.2.2.17;4.2.2.17 Änderung der Konstruktion und Neuanalyse;222
6.2.3;4.2.3 Eigenfrequenzen des Fahrzeugrahmens;223
6.2.3.1;4.2.3.1 Aufgabenstellung;223
6.2.3.2;4.2.3.2 Klonen eines ähnlichen Modells;223
6.2.3.3;4.2.3.3 Erzeugen einer Punktmasse am Rahmen;225
6.2.3.4;4.2.3.4 Einfügen einer Lösung für Eigenfrequenzen;226
6.2.3.5;4.2.3.5 Zuweisen der Randbedingungen zur neuen Lösung;227
6.2.3.6;4.2.3.6 Berechnen und Bewerten der Schwingungsformen und Frequenzen;228
6.2.3.7;4.2.3.7 Bewerten sonstiger Ergebnisgrößen;229
6.2.4;4.2.4 Klemmsitzanalyse am Flügelhebel mit Kontakt;230
6.2.4.1;4.2.4.1 Aufgabenstellung;231
6.2.4.2;4.2.4.2 Notwendigkeit für nichtlinearen Kontakt und Alternativen;231
6.2.4.3;4.2.4.3 Funktionsweise des nichtlinearen Kontakts;233
6.2.4.4;4.2.4.4 Laden der Baugruppe und Erzeugen der Dateistruktur;234
6.2.4.5;4.2.4.5 Kontaktspezifische Parameter in der Lösungsmethode;235
6.2.4.6;4.2.4.6 Teil 1: Grobanalyse mit Tetraedern;237
6.2.4.7;4.2.4.7 Geometrievereinfachungen für Symmetrie;237
6.2.4.8;4.2.4.8 Polygongeometrien nachträglich zufügen;238
6.2.4.9;4.2.4.9 Materialeigenschaften;239
6.2.4.10;4.2.4.10 Vernetzung mit Tetraedern;239
6.2.4.11;4.2.4.11 Symmetrie- und weitere Randbedingungen;240
6.2.4.12;4.2.4.12 Weiche Federlagerungen für statische Bestimmtheit zufügen;241
6.2.4.13;4.2.4.13 Definition des Kontaktbereichs;242
6.2.4.14;4.2.4.14 Erzeugung der Schraubenkraft;244
6.2.4.15;4.2.4.15 Ausgabe von Kontaktpressung anfordern;245
6.2.4.16;4.2.4.16 Lösungen berechnen und Ergebnisse beurteilen;245
6.2.4.17;4.2.4.17 Teil 2: Alternative Vernetzung mit Hex-Tet-Übergang;246
6.2.4.18;4.2.4.18 Körperunterteilungen für Hexaedervernetzung erzeugen;248
6.2.4.19;4.2.4.19 Erzwingen einer übereinstimmenden Vernetzung im Kontaktbereich;249
6.2.4.20;4.2.4.20 Vernetzung mit Hexaederelementen;251
6.2.4.21;4.2.4.21 Vernetzung mit Pyramidenübergang und Tetraederelementen;252
6.2.4.22;4.2.4.22 Weitere Schritte bis zum Ergebnis;253
6.3;4.3 Lernaufgaben zur Basic Nonlinear Analysis (Sol 106);254
6.3.1;4.3.1 Analyse der Blattfeder mit großer Verformung;254
6.3.1.1;4.3.1.1 Aufgabenstellung;254
6.3.1.2;4.3.1.2 Notwendigkeit für geometrisch nichtlineare Analyse;255
6.3.1.3;4.3.1.3 Funktionsweise der geometrisch nichtlinearen Analyse;256
6.3.1.4;4.3.1.4 Überblick über die Lösungsschritte;256
6.3.1.5;4.3.1.5 Vorbereitungen und Erzeugung der Lösung für lineare Statik;256
6.3.1.6;4.3.1.6 Mittelfläche erzeugen und der Polygongeometrie zufügen;257
6.3.1.7;4.3.1.7 Kantenunterteilung an der Polygongeometrie;258
6.3.1.8;4.3.1.8 Vernetzung für Analysen mit nichtlinearer Geometrie;259
6.3.1.9;4.3.1.9 Erzeugung der Randbedingungen;260
6.3.1.10;4.3.1.10 Erzeugung der Lasten für zwei Lastfälle;260
6.3.1.11;4.3.1.11 Erzeugung einer zweiten Lösung für lineare Statik;261
6.3.1.12;4.3.1.12 Erzeugung der Lösungen für nichtlineare Statik;262
6.3.1.13;4.3.1.13 Automatisches Abarbeiten aller Lösungen;263
6.3.1.14;4.3.1.14 Gegenüberstellen und Bewerten der Ergebnisse;264
6.3.2;4.3.2 Plastische Verformung des Bremspedals;265
6.3.2.1;4.3.2.1 Aufgabenstellung;266
6.3.2.2;4.3.2.2 Modelle für Plastizität;266
6.3.2.3;4.3.2.3 Vorbereitungen und Erzeugen der Lösung;268
6.3.2.4;4.3.2.4 Vereinfachen der Geometrie;269
6.3.2.5;4.3.2.5 Vernetzung für plastische Analyse;270
6.3.2.6;4.3.2.6 Definieren der plastischen Materialeigenschaften;270
6.3.2.7;4.3.2.7 Definieren der Randbedingungen;272
6.3.2.8;4.3.2.8 Definieren der Lastschritte für Be- und Entlastung;273
6.3.2.9;4.3.2.9 Lösungen berechnen und bewerten;274
6.4;4.4 Lernaufgaben zur Advanced Nonlinear Analysis – Multi-Step Nonlinear (Sol 401, 402);275
6.4.1;4.4.1 Schnapphaken mit Kontakt und großer Verformung;275
6.4.1.1;4.4.1.1 Aufgabenstellung;276
6.4.1.2;4.4.1.2 Vorbereitungen und Erzeugung der Lösung;276
6.4.1.3;4.4.1.3 Verändern der Baugruppenposition im idealisierten Teil;277
6.4.1.4;4.4.1.4 Vereinfachen und Unterteilen der Geometrie;278
6.4.1.5;4.4.1.5 Gitterverknüpfungen;278
6.4.1.6;4.4.1.6 Hexaedervernetzung des Gehäuses;279
6.4.1.7;4.4.1.7 Hexaedervernetzung des Schnapphakens;280
6.4.1.8;4.4.1.8 Vorbereitung für Reaktionskräfte zufügen;282
6.4.1.9;4.4.1.9 Materialeigenschaften für Kunststoff;282
6.4.1.10;4.4.1.10 Kontakt definieren;283
6.4.1.11;4.4.1.11 Allgemeines zu den Lösungen Multi-Step Nonlinear;284
6.4.1.12;4.4.1.12 Zeitschritte definieren;285
6.4.1.13;4.4.1.13 Definition eines zeitabhängigen Verfahrwegs;286
6.4.1.14;4.4.1.14 Definieren der weiteren Randbedingungen;288
6.4.1.15;4.4.1.15 Aktivierung der Option für große Verformungen;289
6.4.1.16;4.4.1.16 Verstehen des Newton-Verfahrens;289
6.4.1.17;4.4.1.17 Verstehen des Lösungsverlaufs anhand des Lösungsmonitors;290
6.4.1.18;4.4.1.18 Möglichkeiten zur Erreichung einer konvergenten Lösung;292
6.4.1.19;4.4.1.19 Das automatische Zeitschrittverfahren;294
6.4.1.20;4.4.1.20 Optionales Unterbrechen der Lösung zur Prüfung;297
6.4.1.21;4.4.1.21 Postprocessing;297
6.4.1.22;4.4.1.22 Alternative vereinfachte Berechnungsmethoden;298
7;5 NX/Simcenter 3D CFD;301
7.1;5.1 Prinzip der numerischen Strömungsanalyse;302
7.2;5.2 Lernaufgaben (Simcenter Flow);303
7.2.1;5.2.1 Strömungsverhalten und Auftrieb am Flügelprofil;303
7.2.1.1;5.2.1.1 Aufgabenstellung;303
7.2.1.2;5.2.1.2 Vorbereitung des CAD-Modells des Windkanals;303
7.2.1.3;5.2.1.3 Erstellung der Dateistruktur und Auswahl der Lösung;304
7.2.1.4;5.2.1.4 Zeitschrittgröße und Konvergenzgrenze;305
7.2.1.5;5.2.1.5 Auswahl eines Turbulenzmodells;307
7.2.1.6;5.2.1.6 Anforderung des Y+-Ergebnisses;309
7.2.1.7;5.2.1.7 Weitere Optionen des Lösungselements;309
7.2.1.8;5.2.1.8 Strategien für die Erstellung des Strömungsraums;310
7.2.1.9;5.2.1.9 Strategien für die Vernetzung bei Strömungen;310
7.2.1.10;5.2.1.10 Erzeugung einer Vernetzung der Luft;311
7.2.1.11;5.2.1.11 Definition von Randschichten für die Vernetzung;312
7.2.1.12;5.2.1.12 Materialeigenschaften für Strömungen;313
7.2.1.13;5.2.1.13 Übersicht über Strömungsrandbedingungen;314
7.2.1.13.1;5.2.1.13.1 Körperwände;314
7.2.1.13.2;5.2.1.13.2 Öffnungen, Ein- und Auslass;316
7.2.1.14;5.2.1.14 Einlass mit Geschwindigkeitsrandbedingung definieren;317
7.2.1.15;5.2.1.15 Definition der Auslassöffnung;318
7.2.1.16;5.2.1.16 Randbedingung für das Flügelprofil;318
7.2.1.17;5.2.1.17 Randbedingung für die Windkanalwand;319
7.2.1.18;5.2.1.18 Symmetrierandbedingung an den Schnittwänden;320
7.2.1.19;5.2.1.19 Anforderung von Ergebnissen während der Lösungsiterationen;320
7.2.1.20;5.2.1.20 Durchführung der Lösung;321
7.2.1.21;5.2.1.21 Beobachtung des Lösungsfortschritts;321
7.2.1.22;5.2.1.22 Kontrolle des Y+-Ergebnisses;323
7.2.1.23;5.2.1.23 Verbesserung und Neuberechnung des Gitterwandabstands;324
7.2.1.24;5.2.1.24 Ergebnis der statischen und der totalen Druckverteilung;324
7.2.1.25;5.2.1.25 Ergebnis der Strömungskräfte;325
7.2.1.26;5.2.1.26 Darstellung der Geschwindigkeiten;326
8;6 NX/Simcenter 3D EM;329
8.1;6.1 Prinzipien elektromagnetischer Analysen;331
8.1.1;6.1.1 Elektromagnetische Modelle;331
8.1.2;6.1.2 Maxwell-Gleichungen;332
8.1.2.1;6.1.2.1 Ampere-Gesetz;332
8.1.2.2;6.1.2.2 Faraday-Gesetz;333
8.1.2.3;6.1.2.3 Erhaltung der magnetischen Flussdichte;334
8.1.3;6.1.3 Materialgleichungen;334
8.1.4;6.1.4 Modellauswahl;335
8.1.5;6.1.5 Elektrostatik;338
8.1.6;6.1.6 Elektrokinetik;338
8.1.7;6.1.7 Elektrodynamik;338
8.1.8;6.1.8 Magnetostatik;339
8.1.9;6.1.9 Magnetodynamik;339
8.1.10;6.1.10 Full Wave (Hochfrequenz);340
8.2;6.2 Installation und Lizenz;340
8.3;6.3 Lernaufgaben (EM);342
8.3.1;6.3.1 Spule mit Kern, achsensymmetrisch;342
8.3.1.1;6.3.1.1 Aufgabenstellungen;343
8.3.1.2;6.3.1.2 2D-achsensymmetrische Methode;344
8.3.1.3;6.3.1.3 Erstellung der Dateistruktur und der Lösungen;344
8.3.1.4;6.3.1.4 Vernetzungen und physikalische Eigenschaften;346
8.3.1.5;6.3.1.5 Randbedingungen und Lasten;354
8.3.1.6;6.3.1.6 Durchführung der Berechnung;356
8.3.1.7;6.3.1.7 Flussdichte und weitere Ergebnisse;356
8.3.2;6.3.2 Spule mit Kern, 3D;360
8.3.2.1;6.3.2.1 Erstellung der Dateistruktur und der Lösungen;360
8.3.2.2;6.3.2.2 Vernetzungen und physikalische Eigenschaften;360
8.3.2.3;6.3.2.3 Randbedingungen und Lasten;363
8.3.2.4;6.3.2.4 Durchführung der Berechnung und Auswertung;364
8.3.3;6.3.3 Hochfrequenz-(Full-Wave-)Schirmung, EMV;364
8.3.3.1;6.3.3.1 CAD-Modell;365
8.3.3.2;6.3.3.2 Vernetzungen;366
8.3.3.3;6.3.3.3 Full Wave Setup;366
8.3.3.4;6.3.3.4 Abschätzung der Frequenz für Wellenablösung;367
8.3.3.5;6.3.3.5 Finden von Peaks durch Frequenz-Sweep;368
8.3.4;6.3.4 Elektromotor;370
8.3.4.1;6.3.4.1 Aufgabenstellung;370
8.3.4.2;6.3.4.2 CAD-Vorbereitungen für Automatisierungen;371
8.3.4.3;6.3.4.3 Erstellung der Dateistruktur und der Lösungen;373
8.3.4.4;6.3.4.4 Vernetzungen und Spulenschema;373
8.3.4.5;6.3.4.5 Physikalische Eigenschaften;377
8.3.4.6;6.3.4.6 Rotorbewegung;380
8.3.4.7;6.3.4.7 Definition des Dreiphasenstroms;383
8.3.4.8;6.3.4.8 Umgebungsbedingung;384
8.3.4.9;6.3.4.9 Finden der Rotor-Startstellung;384
8.3.4.10;6.3.4.10 Berechnung des Drehmomentverlaufs;386
8.3.4.11;6.3.4.11 Darstellung der Flussdichte und der Bewegung des Rotors;387
8.3.4.12;6.3.4.12 Ermittlung des Spannungsverlaufs der Phasen;387
8.3.4.13;6.3.4.13 Ermittlung der Verluste;389
9;7 Management von Berechnungs- und Simulationsdaten;393
9.1;7.1 Einführung und Theorie;393
9.1.1;7.1.1 CAD/CAE-Integrationsproblematik;393
9.1.2;7.1.2 Lösungen mit Teamcenter for Simulation;394
9.1.2.1;7.1.2.1 Das CAE-Datenmodell in Teamcenter for Simulation;395
9.1.2.2;7.1.2.2 Weitere Lösungen;396
9.2;7.2 Lernaufgaben zu Teamcenter for Simulation;397
9.2.1;7.2.1 Durchführung einer NX CAE-Analyse in Teamcenter;397
9.2.1.1;7.2.1.1 Aufgabenstellung;397
9.2.1.2;7.2.1.2 Import eines CAD-Teils in Teamcenter;397
9.2.1.3;7.2.1.3 Erstellung der Teamcenter CAE-Struktur;398
9.2.1.3.1;7.2.1.3.1 FEM-Datei/CAEModelRevision;398
9.2.1.3.2;7.2.1.3.2 Idealisierte Datei/CAEGeometryRevision;399
9.2.1.3.3;7.2.1.3.3 SIM-Datei/CAEAnalysisRevision;400
9.2.1.3.4;7.2.1.3.4 Erzeugung einer JT-Visualisierung;402
9.2.1.4;7.2.1.4 Schritte in der FEM-Datei;403
9.2.1.5;7.2.1.5 Schritte in der Simulationsdatei;403
9.2.2;7.2.2 Welches CAD-Modell gehört zu welchem FEM-Modell?;405
9.2.2.1;7.2.2.1 Darstellung der Beziehungen in den Details;406
9.2.2.2;7.2.2.2 Darstellung der Beziehungen im CAE-Manager;407
9.2.3;7.2.3 Revisionierung;408
9.2.3.1;7.2.3.1 Revisionierung des CAD-Modells, berechnungsrelevant;408
9.2.3.2;7.2.3.2 Prüfung des FEM-Modells auf neue CAD-Revisionen;409
9.2.3.3;7.2.3.3 Aktualisierung und Revisionierung des FEM-Modells;409
9.2.3.4;7.2.3.4 Revisionieren des CAD-Modells, nicht berechnungsrelevant;411
9.2.3.5;7.2.3.5 Verknüpfung des alten FEM-Modells mit dem geänderten CAD-Modell;411
10;8 Manuelle Berechnung eines FEM-Beispiels;413
10.1;8.1 Aufgabenstellung;413
10.2;8.2 Idealisierung und Wahl einer Theorie;414
10.3;8.3 Analytische Lösung;414
10.4;8.4 Raumdiskretisierung für FEM;415
10.5;8.5 Aufstellung und Lösung des FEA-Gleichungssystems;416
10.6;8.6 Vergleich der analytischen Lösung mit der Lösung aus der Finite-Elemente-Analyse;418
11;Literaturverzeichnis;421
12;Index;425
