FEM Berechnungen: Dynamische Analysen
Mit der dynamischen Simulation den experimentellen Aufwand stark verringern und die Entwicklungszeit verkürzen
Für viele technische Bauteile bzw. ganze Baugruppen, sei es in der Automobil- oder sei es in der Weißwarenindustrie, ist das Schwingungsverhalten des Systems ein wichtiges Kriterium. Fahrwerksanregungen der Straße werden auf andere Fahrzeugkomponenten oder Schleuderbewegungen in Waschmaschinen auf weitere Geräteteile übertragen. Hierfür berechnet das Kunststoffsimulationszentrum neben statischen Aufgabenstellungen als weiteren Schwerpunkt komplexe, dynamische Systeme. Zu den typischen Aufgaben zählen die Analyse von Schwingungszuständen eines Bauteils bei verschiedenen Anregungen (Modalanalysen) wie auch die Simulation des Schwingungsverhaltens ganzer Baugruppen. Zur Kalibrierung der Berechnungen, insbesondere bei der Analyse ganzer Baugruppen, werden im Rahmen der Simulationsberechnungen Bauteil- und Prototyptests z.B. auf Schlechtwegstrecken und Rüttlern (Hydropulser) durchgeführt. Das Kunststoffsimulationszentrum arbeitet mit seinen Kunden auf deren hausinternen Versuchseinrichtungen oder bietet Zugang zu externen Rüttlereinrichtungen.
Dynamische Simulation
Die Berechnung der dynamischen Eigenschaften des Bauteils umfasst vor allem die Vorhersage der Schwingungszustände bei verschiedenen Anregungen. Dazu wurden rechnerische Modalanalysen durchgeführt, die zeigen, bei welchen Frequenzen das Bauteil zu Schwingungen angeregt wird. Anschließend wird ein Optimierungsweg aufgezeigt. Es können Bewegungsabläufe komplexer Mechanismen - auch unter Einwirkung von Kraftfunktionen, basierend auf Federn, Dämpfern und Nocken bis hin zu dynamischen Kurve-zu-Kurve Kontakten simuliert werden.
Dynamisches Baugruppenverhalten
Nachdem die dynamische Berechnung einzelner Bauteile schon seit längerem Stand der Technik ist, wird nun auch die Simulation ganzer Baugruppen anwendungsreif. Bislang wurde das Schwingungsverhalten von Baugruppen erst nach Vorliegen erster Vorserienbauteile überprüft. Notwendige Bauteiländerungen mit erneuter Prüfung des Systems zögern dann die Markteinführung der Produkte stark hinaus und sind mit einem hohen Kostenaufwand verbunden. Die Impetus Plastics Engineering geht seit geraumer Zeit neue Wege: Mit der Simulation des dynamischen Baugruppenverhaltens kann der experimentelle Aufwand nach der Modellerstellung für eine Bauteilgruppe stark verringert und das Schwingungsverhaltens von ähnlichen Baugruppen vorausgesagt werden.
Kunststoffsimulationszentrum
- Ermittlung von Eigenfrequenzen (Modalanalysen)
- Berechnung von Aufschwingvorgängen unter Berücksichtigung des nichtlinearen Bauteilverhaltens und der Dämpfung (Frequenzganganalyse)
- Kalibrierung von Schwingungsberechnungen durch Abgleich mit Versuchsdaten
- Dynamische Baugruppensimulation
Beispiele
- Schwingungstechnische Auslegung von Frontscheinwerfern, Heck- und Bremsleuchten
- Realisierung von vorgegebenen Eigenfrequenz, z.B. von Außen- und Innenspiegeln
- Lüfterräder unter Unwuchtbelastungen
- Dynamische Auslegung von Pumpenrotoren und Pumpengehäusen
Als Spezialist für die Simulation des Spritzgießprozesses und von Bauteilbelastungen hat die Impetus Plastics Engineering ihre Kompetenz bereits in hunderten von Projekten unter Beweis gestellt. So zählen die Berechnung von Bauteilvarianten, FEM-Simulationen von Belastungszuständen, Entformungssituationen und Versagensmechanismen, Strukturanalysen von glasfaserverstärkten Spritzgussteilen sowie Anisotropieuntersuchungen zum Leistungsportfolio.
Frequenzanalyse von Bauteilgruppen zur Kalibrierung der Simulationsmodelle
Berechnete und gemessene Frequenzganganalyse weisen eine identische Charakteristik auf
