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ANSYS für die Strukturmechanik

ANSYS Produkte für die Strukturmechanik bieten wegweisende Möglichkeiten der Simulation, die das gesamte Spektrum von Statik bis Dynamik abdecken. Dafür stehen implizite und explizite Solver zur Verfügung – sowohl für SMP- als auch für MPP-Systeme. Innerhalb der Simulationsplattform ANSYS Workbench können auch große Baugruppen sehr einfach und effizient gehandhabt werden.

Typische Anwendungen

Bei minimiertem Materialeinsatz werden Festigkeit und Lebensdauer erhöht, wodurch sich beispielsweise Nutzlasten oder Reichweiten im Fahrzeugbau optimieren lassen. 

Insbesondere bei Präzisionsanwendungen wie Werkzeugmaschinen können Sie die Bearbeitungsgüte erhöhen und mittels Verzahnungen den Verschleiß minimieren. 

Unter anderem lassen sich hohe Knicklasten von Windkraftanlagen und Kränen bestmöglich absichern.

Hohen Geräuschemissionen und Materialschäden von Maschinen und Anlagen können Sie wirksam vorbeugen. 

Maximale Wirkungsgrade lassen sich leichter erreichen, etwa bei Sonotroden oder im Energy-Harvesting.

Unter Berücksichtigung der Flexibilität von Einzelkomponenten kinematischer Systeme können Sie die Genauigkeit erhöhen und die Geschwindigkeit optimieren, etwa bei Robotern oder Bestückungsautomaten.

Zur Ableitung vorbeugender Maßnahmen können die Auswirkungen von Aufprall, Crash, Durchschlag und Pendelschlag zuverlässig ermittelt werden, beispielsweise durch virtuelle Falltests bei Mobiltelefonen oder Containmenttests bei Turbinen.

Sie erlangen ein besseres Verständnis für die Einflüsse von Tiefziehen, Stanzen, Feinschneiden und Schmieden auf das spätere Bauteilverhalten. Dadurch lassen sich Fertigungsprozesse gezielt ausrichten, um Bauteileigenschaften zu verbessern.

Verbesserung der Stabilität: Beulform eines Krans
Quelle: Liebherr Cranes

Berechnung der Steifigkeit einer Bearbeitungsmaschine
Quelle: Westphal Maschinenbau

Leistungsmerkmale

Mehr als 80 Materialmodelle decken Effekte wie Plastizität, Hyperelastizität und Kriechen umfassend ab. Eine umfangreiche Bibliothek von Kontakten und Elementen ermöglicht die genaue und numerisch effiziente Abbildung der Interaktion zwischen Bauteilen.

Schraubenvorspannungen, Submodelltechnik, Festigkeitsbewertungen und Bruchmechanik sind in vordefinierten Abläufen unmittelbar verfügbar.

Anwender profitieren vom Direktzugriff auf die zugrunde liegende FE-Technologie und können über Programmierschnittstellen eigene Methoden für Material, Kontakt, Reibung und automatisierte Abläufe einbinden.

Die Betrachtung der Komponentenmechanik in Verbindung mit anderen Domänen – wie Temperatur, Strömung und Elektromagnetik – liefert detailliertere Erkenntnisse und erhöht das Innovationspotenzial. Die verknüpfte Betrachtung mehrerer Systemkomponenten ermöglicht eine genauere Abstimmung für eine höhere Systemleistung und einen größeren Wirkungsgrad.

ANSYS Module

Abhängig von den benötigten Analysen können Sie den Leistungsumfang Ihres Simulationssystems bedarfsgerecht skalieren, indem Sie folgende ANSYS Module variabel kombinieren:

Für nichtlineare, implizite Mechanik mit und ohne Temperaturfelder, die alle nichtlinearen Effekte in Statik und Dynamik abdecken.

Für konstruktionsbegleitende Berechnungen, die sich auf Kernfunktionen beschränken und dadurch besonders schnell erfolgreich umsetzbar sind.

Zur Optimierung von Bewegungsabläufen in kinematischen Ketten, die über Starrkörper, Gelenke und Kontakte mit geringem Berechnungsaufwand abgebildet werden.

Für explizite Dynamik in hochgradig nicht linearen, transienten Prozessen.

Zum Abbilden von Composite-Strukturen durch ein speziell auf den Composite-Aufbau abgestimmtes Werkzeug für die Modellaufbereitung inklusive Lagenaufbau und Drapieren sowie für die kompakte Ergebnisdarstellung auf Basis kombinierbarer Versagenskriterien.

Zum detaillierten Untersuchen und Absichern dynamisch belasteter Strukturen gegen Ermüdung: Diese Software wurde vom Germanischen Lloyd zur Bewertung von Windkraftanlagen zertifiziert und lässt sich zum Festigkeitsnachweis gemäß FKM-Richtlinie ideal mit Workbench FKM kombinieren, einem Tool aus den CADFEM ANSYS Extensions.

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