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ANSYS Rigid Dynamics - Mehrkörpersimulation

Das Modul ANSYS Rigid Dynamics ist eine Ergänzung für die nichtlinear-transienten Berechnungsmöglichkeiten von ANSYS Multiphysics, ANSYS Mechanical und ANSYS Structural um Mehrkörpersimulationen MKS (Multi Body Simulation MBS) durchzuführen. Typische Anwendungen sind schnelle Bestimmung von Gelenkkräften bei transienten dynamischen Lasten, Einbindung elastischer Körper zur effizienteren Durchführung von Festigkeitsnachweisen in kinematischen Systemen und die Simulation von Bewegungsabläufen zur Sicherstellung gewünschter Bewegungsradien oder zur Kollisionsvermeidung.

Analysearten

ANSYS Rigid Dynamics unterstützt transiente dynamische Untersuchungen mit starren und elastischen Körpern. Zur Berechnung reiner Starrkörpersysteme wird ein Runge-Kutta-Solver verwendet, der die Simulationen in extrem kurzer Berechnungszeit, typischerweise lediglich einige Sekunden, durchführt. Durch diese hohe Performance sind Variantenuntersuchungen und Optimierungen mit minimalem Aufwand machbar.

Die Funktionalität ist vollständig in der Simulationsumgebung von ANSYS Workbench integriert, sodass alle Vorteile von ANSYS Workbench - parametrische Durchgängigkeit, intuitive Oberfläche, umfassendes Postprocessing - in gewohnter Umgebung genutzt werden können.

Gelenk- und Elementbibliothek

Um die Bewegung eines kinematischen Systems zu beschreiben bietet ANSYS Rigid Dynamics vordefinierte Gelenke, wie z. B. Drehgelenk, Schiebegelenk, Kugelgelenk etc. Darüber hinaus gibt es frei definierbare Gelenke, deren Freiheitsgrade anwendergesteuert gesetzt werden. Gelenke können mit Elastizitäten und Dämpfungen sowie Start- und Stopwerten versehen werden, so dass sie nur einen bestimmten Bewegungsbereich aufweisen. Natürlich können auch beliebig Federn inkl. Vorspannung in das System eingebaut werden. <//font><//font>Die von CAD importierten Körper werden standardmässig als Starrkörper definiert, können auf Wunsch aber auch komplett elastisch geschaltet werden.

Handhabung

Die Definition von Gelenken erfolgt automatisch in Abhängigkeit der sich berührenden Körperoberflächen. So wird mit 2 Zylinderflächen ein Drehgelenk, mit 2 Kugelflächen ein Kugelgelenk definiert, ohne dass der Anwender manuell eingreifen muss. Dadurch minimiert sich auch für große Baugruppen mit vielen Gelenkdefinitionen die Zeit für die Modell-Aufbereitung. Zur Kontrolle des Modell-Aufbaus bietet ANSYS Rigid Dynamics einen Joint-DOF-Checker, um eine Überbestimmen der Kinematik zu vermeiden.

Gelenke können per interaktiver kinematischer Manipulation auf ihre Funktionsweise überprüft werden und zeigen inkorrekte Gelenkdefinitionen sofort. Das Umschalten von reiner Starrkörper-Simulation zu einer Mehrkörpersimulation mit teilweise elastischen Körpern erfordert nur wenige Mausklicks, so das die Modellaufbereitung in Minuten erfolgt ist.

Auch die Lastübertragung aus der Starrkörperberechnung in eine elastische Berechnung ist mit wenigen einfachen Schritten getan. Damit steht ein schlüssiger, einheitlicher und vollständig parametrisierbarer Weg für die Simulation mit starren Körper zur Verfügung.