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Dr. Ulrich Heck 1 Dr. Heck Consulting and Engineering Simulation nichtlinearer Systeme Integration ADINA in I-DEAS Von Dr.-Ing. Ulrich Heck Dr. Heck Consulting and Engineering www.dhcae.de (download-Möglichkeit der Präsentation als *.ppt mit animierten gifs unter http://www.dhcae.de/Neuigkeiten.htm)

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Dr. Ulrich Heck 1

Dr. Heck

Consulting andEngineering

Simulation nichtlinearer Systeme

Integration ADINA in I-DEAS

Von Dr.-Ing. Ulrich Heck

Dr. Heck Consulting and Engineering

www.dhcae.de

(download-Möglichkeit der Präsentation als *.ppt mit animierten gifs

unter http://www.dhcae.de/Neuigkeiten.htm)

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Dr. Heck

Consulting andEngineering

Dr. Heck Consulting and

Engineering, Krefeld

Simulationsdienstleistung

• Strukturmechanik

• Strömungsmechanik

• Wärmetransport

Besonderes Know-How:

Multiphysik

• Fluid-Struktur

• Thermisch-mechanisch

Weiter Informationen:

www.dhcae.de

Adam Hodgson

Engineering, Hamburg

Simulationsdienstleistung

• Strukturmechanik

• Mold-Flow

Besonderes Know-How:

• Kunststofftechnik

• Umformprozesse

• Kontaktprobleme

Weitere Informationen:

www.c-a-e.com

Wir über uns

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ADINA- Prof. K.J. Bathe (MIT)

Stärken:

• nichtlineare FEM mit impliziten Lösungsverfahren

• starke Dehnungen/ Verschiebungen

• Kontakt

• nichtlineare Materialien

• Multiphysik-Anwendungen

• Fluid-Struktur-Wechselwirkungen (state of the art)

• thermisch-mechanische Kopplung

Schwächen:

• explizite Analysen (Kurzzeitmechanik: Crash, Fall)

• Analyse spezieller Strömungen (Mehrphasenströmungen, rotierende Systeme (Pumpen, Verdichter, Rührer), komplexe Turbulenz)

Einordnung ADINA

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Tool zum Mitwachsen:

• einfache Festigkeitsberechnungen bis zu komplexen Multiphysik-Anwendungen

• gut integriert in I-DEAS (anwenderfreundlich) - hoffentlich auch in NX

Kombination eines hervorragenden Modellierungswerkzeugs (I-DEAS)

mit „grenzenlosem“ Anwendungsspektrum (ADINA)

Warum ADINA

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Demo I-DEAS - ADINA

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Anwendungsbeispiele

Strukturmechanik• plastische Verformung Kunststoffring• Umformprozesse Membrane

MultiphysikFluid-Struktur-Anwendungen

• Strömung durch Ventil• Dämpfer

Thermisch-mechanische Berechnungen• Pressverband mit Reibwärmeentwicklung

Anwendungsbeispiele

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Plastische Verformungen beim Aufschieben eines Kunststoffrings

Strukturmechanik Kunststoffring 1

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Strukturmechanik Kunststoffring 2

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Strukturmechanik Umformprozesse 1

• hohe Werkzeugkosten

• Umformverhalten schwierig vorauszusagen (Mehrstufigkeit, spring-back)

Weit verbreitet : explizite Simulationsverfahren

Vorteil: sehr effizient, sehr robust, wenn Zeitschrittkriterium (abhängig von kleinster

Elementgröße) eingehalten wird

ADINA Feature im Bereich Umformprozesse

• Schalenelemente mit veränderlicher Dicke

• Modellierung von Draw-beads

• starke Kontaktalgorithmen

• verschiedene elasto-plastische Materialmodelle mit Parametern wie Einfluss der

Dehnungsgeschwindigkeit oder Temperatureffekte

• robuste Elemente mit guten Resultaten auch bei starken Dehnungen

• implizite Analyse bietet Flexibilität in der Zeitschrittwahl

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Strukturmechanik Umformprozesse 2

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• Ventilströmung• Deformation der Membranedurch Strömungskräfte (FSI)

FSI: Ventilströmung 1

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FSI: Ventilströmung 2

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FSI: Dämpfer 1

• Dämpfer bestehend aus Feder und Masse

Dämpfung durch• Wandreibung• Flüssigkeitsviskosität

• Flüssigkeitsaustausch zwischen den Kammern

• instationäre Simulation

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FSI: Dämpfer 2

Geschwindigkeitsvektoren

im Fluidraum,

Vergleichsspannungen

im Schwinger

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Thermo-Mechanik: Pressverband 1

Thermisches Fügen einer Welle auf einer Scheibe

1. Erwärmen der Scheibe, dadurch Ausdehnung

2. Kräftefreies Fügen der Welle

3. Abkühlen der Scheibe, Schrumpfung, dadurch Pressverband

Temperaturen beim Fügen

Kontaktkräfte

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• Wärmeentwicklung durch Reibung(Scheibenbremse)

• Thermisches Ausdehnen der Scheibe

• Versagen des Pressverbands im Betrieb

Thermo-Mechanik: Pressverband 2

Temperaturentwicklung durch Reibung

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Zusammenfassung

ADINA• leistungsstarkes Tool zur Lösung vielfältiger komplexer Probleme• gut integriert in I-DEAS, dadurch hervorragende Modellierungswerkzeuge

Einstieg: Einfache bis mittelschwere Probleme lassen sich direkt in I-DEAS modellieren, „berechnen“ und auswerten

Fortgeschritten:Komplexe Probleme (z.B. Multiphysik) erfordern ein tieferes Verständnis der • physikalischen Vorgänge, • der Simulationsmodelle, • der Modellierungstechnik und• der zur Lösung eingesetzten Numeriksowohl mehrjährige Erfahrung, dies effizient umzusetzen (Expertentool).