Unigraphics NX 4
Unigraphics NX 4
Unigraphics NX 4
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Reiner Anderl<br />
Peter Binde<br />
Simulationen mit<br />
<strong>Unigraphics</strong> <strong>NX</strong> 4<br />
Kinematik, FEM und CFD
Inhalt<br />
1 Einleitung...................................................................................................................... 15<br />
1.1 Beispielsammlung, Voraussetzungen und Lernziele............................................. 17<br />
1.2 Arbeitsumgebungen .................................................................................................... 19<br />
1.3 Arbeiten mit dem Buch .............................................................................................. 20<br />
2 Motion-Simulation (MKS) ......................................................................................... 23<br />
2.1 Einführung .................................................................................................................... 24<br />
2.2 Lernaufgaben Kinematik ............................................................................................ 27<br />
2.2.1 Lenkgetriebe.................................................................................................................................27<br />
2.2.1.1 Aufgabenstellung ...............................................................................................27<br />
2.2.1.2 Überblick über die Funktionen........................................................................28<br />
2.2.1.3 Überblick über die Lösungsschritte ...............................................................32<br />
2.2.1.4 Erzeugen der Motion-Simulationsdatei.......................................................32<br />
2.2.1.5 Wahl der Umgebung..........................................................................................35<br />
2.2.1.6 Definition der Bewegungskörper (Links) ......................................................37<br />
2.2.1.7 Definition von Drehgelenken...........................................................................38<br />
2.2.1.8 Ermittlung unbestimmter Freiheitsgrade.....................................................41<br />
2.2.1.9 Testlauf mit zwei unbestimmten Freiheitsgraden.....................................42<br />
2.2.1.10 Definition eines kinematischen Antriebs.....................................................44<br />
2.2.1.11 Erzeugung eines Zahnradpaars.......................................................................46<br />
2.2.1.12 Visuelle Kontrolle durch Nutzung der Artikulation ..................................47<br />
2.2.2 Top-down-Entwicklung der Lenkhebelkinematik ..............................................................49<br />
2.2.2.1 Aufgabenstellung ...............................................................................................49<br />
2.2.2.2 Überblick über die Lösungsschritte ...............................................................50<br />
2.2.2.3 Vorbereitungen....................................................................................................50<br />
2.2.2.4 Erzeugen einer Prinzipskizze der Lenkhebel................................................51<br />
2.2.2.5 Erzeugen der Motion-Simulationsdatei.......................................................52<br />
2.2.2.6 Definition der Bewegungskörper durch Skizzenkurven ...........................53<br />
2.2.2.7 Erzeugung von Drehgelenken..........................................................................55<br />
Inhalt<br />
7
Inhalt<br />
8<br />
2.2.2.8 Testlauf mit einem unbestimmten Freiheitsgrad......................................57<br />
2.2.2.9 Bedeutung redundanter Freiheitsgrade.......................................................58<br />
2.2.2.10 Einbau eines Kugelgelenks ..............................................................................60<br />
2.2.2.11 Einbau eines Zylindergelenks..........................................................................61<br />
2.2.2.12 Erzeugung eines kinematischen Antriebs ...................................................61<br />
2.2.2.13 Durchführung der Artikulation.......................................................................62<br />
2.2.2.14 Graphenerstellung der Radwinkelbewegung .............................................63<br />
2.2.2.15 Erstellung von Baugruppenkomponenten aus Prinzipkurven................66<br />
2.2.2.16 Zufügen der neuen Komponenten zum Motion-Modell.........................68<br />
2.2.3 Kollisionsprüfung am Gesamtmodell der Lenkung ...........................................................71<br />
2.2.3.1 Aufgabenstellung...............................................................................................71<br />
2.2.3.2 Erstellen der Motion-Datei .............................................................................72<br />
2.2.3.3 Importieren der Motion-Untermodelle........................................................72<br />
2.2.3.4 Zufügen der Lenkstange...................................................................................75<br />
2.2.3.5 Erzeugung des Drehkreuzes mit einem Hilfskörper..................................76<br />
2.2.3.6 Erzeugung eines Kugelgelenks .......................................................................76<br />
2.2.3.7 Artikulation des Gesamtsystems ...................................................................77<br />
2.2.3.8 Mechanismus für das Einfedern zufügen....................................................78<br />
2.2.3.9 Durchfahren der Bewegungen beim Einfedern und Lenken ..................80<br />
2.2.3.10 Kollisionsprüfung ...............................................................................................81<br />
2.3 Lernaufgaben Dynamik ...............................................................................................83<br />
2.3.1 Fallversuch am Fahrzeugrad ...................................................................................................83<br />
2.3.1.1 Aufgabenstellung...............................................................................................83<br />
2.3.1.2 Vorbereitungen...................................................................................................84<br />
2.3.1.3 Zuordnung von Masseneigenschaften.........................................................84<br />
2.3.1.4 Definition der Bewegungskörper (Links)......................................................86<br />
2.3.1.5 Funktionsweise des 3D-Kontakt....................................................................87<br />
2.3.1.6 Funktionsweise der Reibung am 3D-Kontakt ............................................88<br />
2.3.1.7 Funktionsweise der Dämpfung am 3D-Kontakt........................................89<br />
2.3.1.8 Voreinstellungen für Kontakte und Genauigkeit ......................................90<br />
2.3.1.9 Erzeugung eines 3D-Kontakts........................................................................90<br />
2.3.1.10 Animation der Ergebnisse................................................................................91<br />
2.3.1.11 Erzeugung einer Bewegungsspur ..................................................................91
3 Design-Simulation (FEM)........................................................................................... 93<br />
3.1 Einführung .................................................................................................................... 94<br />
3.1.1 Lineare Statik...............................................................................................................................95<br />
3.1.1.1 Nichtlineare Effekte...........................................................................................97<br />
3.1.1.2 Einfluss der Netzfeinheit..................................................................................99<br />
3.1.1.3 Singularitäten...................................................................................................100<br />
3.1.2 Eigenfrequenzen.......................................................................................................................100<br />
3.1.3 Thermotransfer .........................................................................................................................101<br />
3.1.4 Lineares Beulen ........................................................................................................................102<br />
3.2 Lernaufgaben lineare Analyse.................................................................................105<br />
3.2.1 Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) ..............................................................................105<br />
3.2.1.1 Aufgabenstellung ............................................................................................106<br />
3.2.1.2 Laden und Vorbereiten der Baugruppe......................................................106<br />
3.2.1.3 Starten der FE-Anwendung und Erstellen der Dateistruktur ..............107<br />
3.2.1.4 Wählen der Lösungsmethode.......................................................................109<br />
3.2.1.5 Umgang mit dem Simulation-Navigator ..................................................109<br />
3.2.1.6 Überblick über die Lösungsschritte ............................................................113<br />
3.2.1.7 Materialeigenschaften definieren...............................................................113<br />
3.2.1.8 Vorbereitungen der Geometrie ....................................................................115<br />
3.2.1.9 Allgemeines zur Vernetzung.........................................................................124<br />
3.2.1.10 Standardvernetzung erzeugen.....................................................................126<br />
3.2.1.11 Erzeugen der Last ............................................................................................127<br />
3.2.1.12 Überblick über weitere Lasttypen ...............................................................128<br />
3.2.1.13 Erzeugen der fixen Einspannung.................................................................129<br />
3.2.1.14 Erzeugen der drehbaren Lagerung..............................................................130<br />
3.2.1.15 Erzeugen der Bedingung für Spiegelsymmetrie......................................131<br />
3.2.1.16 Vollständigkeit der Einspannung prüfen...................................................132<br />
3.2.1.17 Überblick über weitere Randbedingungen...............................................132<br />
3.2.1.18 Ergebnisse berechnen.....................................................................................134<br />
3.2.1.19 Überblick über den Postprozessor...............................................................134<br />
3.2.1.20 Verformungsergebnisse beurteilen.............................................................136<br />
3.2.1.21 Vorläufige Spannungsergebnisse ablesen ................................................138<br />
3.2.1.22 Vergleich der FE-Ergebnisse mit der Theorie...........................................140<br />
3.2.1.23 Beurteilung der FE-Netzgüte .......................................................................141<br />
3.2.1.24 Möglichkeiten zur Verbesserung des FE-Netzes.....................................144<br />
3.2.1.25 Unterteilung von Flächen am interessierenden Bereich.......................145<br />
3.2.1.26 Verbesserung der Polygongeometrie..........................................................147<br />
Inhalt<br />
9
Inhalt<br />
10<br />
3.2.1.27 Flächenattribute zur Netzsteuerung definieren......................................149<br />
3.2.1.28 Weitere Verfeinerungen bis zur Konvergenz............................................150<br />
3.2.1.29 Gegenüberstellung der Ergebnisse und Bewertung ...............................150<br />
3.2.1.30 Der Effekt von Singularitäten.......................................................................152<br />
3.2.2 Temperaturfeld in einer Rakete (Sol153) ..........................................................................155<br />
3.2.2.1 Aufgabenstellung.............................................................................................155<br />
3.2.2.2 Laden der Teile..................................................................................................156<br />
3.2.2.3 Erzeugen der Dateistruktur ...........................................................................156<br />
3.2.2.4 Überlegungen zu Symmetrie und Lösungstyp .........................................157<br />
3.2.2.5 Lösung erzeugen ..............................................................................................158<br />
3.2.2.6 Erzeugen von Promotion-Features..............................................................158<br />
3.2.2.7 Erzeugen der Symmetrieschnitte.................................................................159<br />
3.2.2.8 Materialeigenschaften erzeugen und zuordnen .....................................159<br />
3.2.2.9 Netzverbindung erzeugen..............................................................................160<br />
3.2.2.10 Vernetzung erzeugen......................................................................................161<br />
3.2.2.11 Temperaturrandbedingung erzeugen .........................................................162<br />
3.2.2.12 Konvektionsrandbedingung erzeugen........................................................162<br />
3.2.2.13 Die thermische Symmetrierandbedingung ...............................................163<br />
3.2.2.14 Ergebnisse berechnen und anzeigen ..........................................................163<br />
4 Advanced-Simulation (FEM)................................................................................... 165<br />
4.1 Einführung.................................................................................................................. 166<br />
4.1.1 Sol 101: Lineare Statik und Kontakt...................................................................................167<br />
4.1.2 Sol 103: Eigenfrequenzen......................................................................................................167<br />
4.1.3 Sol 106: Nichtlineare Statik..................................................................................................167<br />
4.1.4 Sol 601: Advanced Nichtlinear.............................................................................................168<br />
4.2 Lernaufgaben lineare Analyse und Kontakt (Sol 101/103) .............................. 169<br />
4.2.1 Steifigkeit des Fahrzeugrahmens.........................................................................................169<br />
4.2.1.1 Aufgabenstellung Teil 1 .................................................................................170<br />
4.2.1.2 Auswählen der Baugruppe ............................................................................170<br />
4.2.1.3 Überlegungen zur Vernetzung......................................................................170<br />
4.2.1.4 Erzeugen der Dateistruktur für Schalenelemente-Simulation............172<br />
4.2.1.5 Markierungen für spätere Randbedingungen erzeugen .......................173<br />
4.2.1.6 Entfernen unrelevanter Formelemente......................................................174<br />
4.2.1.7 Erzeugen der Mittelfläche.............................................................................176<br />
4.2.1.8 Unterteilen der Fläche für den Lastangriff ...............................................178
4.2.1.9 Polygongeometrie für die Mittelfläche erzeugen...................................178<br />
4.2.1.10 2D-Vernetzen des Flächenmodells .............................................................180<br />
4.2.1.11 Angeben der Wandstärke..............................................................................180<br />
4.2.1.12 Verbinden des Netzes mit den Lagerungspunkten.................................181<br />
4.2.1.13 Materialeigenschaften ...................................................................................182<br />
4.2.1.14 Erzeugen der Last ............................................................................................183<br />
4.2.1.15 Erzeugen der Lagerungen..............................................................................183<br />
4.2.1.16 Lösungen berechnen und bewerten ...........................................................184<br />
4.2.1.17 Aufgabenstellung Teil 2.................................................................................186<br />
4.2.1.18 Klonen der Simulationsdateistruktur.........................................................187<br />
4.2.1.19 Löschen von Features .....................................................................................187<br />
4.2.1.20 Erzeugen der Mittelflächen ..........................................................................188<br />
4.2.1.21 Schnitt an der Symmetrieebene..................................................................189<br />
4.2.1.22 Flächenunterteilungen für die Nietverbindungen..................................189<br />
4.2.1.23 Hilfspunkte für die Nietverbindungen.......................................................190<br />
4.2.1.24 Materialeigenschaften ...................................................................................190<br />
4.2.1.25 Polygongeometrien für die Mittelflächen zufügen................................190<br />
4.2.1.26 Vernetzen der Teile..........................................................................................191<br />
4.2.1.27 Neuerzeugung der Verbindungsnetze........................................................191<br />
4.2.1.28 Erzeugen von Modellen für Nietverbindungen .......................................191<br />
4.2.1.29 Erzeugen der Symmetrierandbedingung...................................................193<br />
4.2.1.30 Lösungen berechnen und bewerten ...........................................................193<br />
4.2.2 Auslegung einer Schraubenfeder ........................................................................................197<br />
4.2.2.1 Aufgabenstellung ............................................................................................197<br />
4.2.2.2 Überblick über die Lösungsschritte ............................................................198<br />
4.2.2.3 Aufbau des parametrischen CAD-Modells ...............................................198<br />
4.2.2.4 Überlegungen zur Vernetzungsstrategie...................................................198<br />
4.2.2.5 Überlegungen zu Randbedingungen..........................................................200<br />
4.2.2.6 Erzeugung der Dateistruktur und der Lösungsmethode.......................200<br />
4.2.2.7 Vorbereitungen für Randbedingungen......................................................201<br />
4.2.2.8 Erzeugen eines Balkenquerschnitts............................................................202<br />
4.2.2.9 Vernetzung mit Balkenelementen ..............................................................203<br />
4.2.2.10 Verschmelzen dicht angrenzender Knoten...............................................205<br />
4.2.2.11 Zuordnen von Material ..................................................................................206<br />
4.2.2.12 Zuordnen des Querschnitts...........................................................................206<br />
4.2.2.13 Erzeugen der Einspannung............................................................................207<br />
4.2.2.14 Erzeugen der vorgegebenen Verschiebung ..............................................208<br />
4.2.2.15 Lösungen berechnen.......................................................................................209<br />
4.2.2.16 Ermitteln der Reaktionskraft........................................................................209<br />
Inhalt<br />
11
Inhalt<br />
12<br />
4.2.2.17 Ermitteln der maximalen Zughauptspannung.........................................211<br />
4.2.2.18 Schlussfolgerungen für die Konstruktion..................................................212<br />
4.2.2.19 Änderung der Konstruktion und Neuanalyse...........................................212<br />
4.2.3 Eigenfrequenzen des Fahrzeugrahmens ............................................................................215<br />
4.2.3.1 Aufgabenstellung.............................................................................................215<br />
4.2.3.2 Klonen eines ähnlichen Modells..................................................................216<br />
4.2.3.3 Erzeugen einer Punktmasse am Rahmen ..................................................217<br />
4.2.3.4 Einfügen einer Lösung für Eigenfrequenzen ............................................218<br />
4.2.3.5 Zuweisen der Randbedingungen zur neuen Lösung ..............................219<br />
4.2.3.6 Berechnen und Bewerten der Schwingungsformen und Frequenzen220<br />
4.2.3.7 Bewerten sonstiger Ergebnisgrößen...........................................................221<br />
4.2.4 Klemmsitzanalyse am Flügelhebel mit Kontakt ..............................................................225<br />
4.2.4.1 Aufgabenstellung.............................................................................................225<br />
4.2.4.2 Notwendigkeit für nichtlinearen Kontakt.................................................226<br />
4.2.4.3 Funktionsweise des nichtlinearen Kontakts.............................................226<br />
4.2.4.4 Laden der Baugruppe und Erzeugen der Dateistruktur.........................228<br />
4.2.4.5 Kontaktspezifische Parameter in der Lösungsmethode ........................229<br />
4.2.4.6 Symmetrieschnitte, Vereinfachungen und Materialeigenschaften ...231<br />
4.2.4.7 Erzwingen einer übereinstimmenden Vernetzung im<br />
Kontaktbereich..................................................................................................231<br />
4.2.4.8 Netzverfeinerung im Kontaktbereich .........................................................233<br />
4.2.4.9 Vernetzung mit linearen Tetraedern...........................................................234<br />
4.2.4.10 Definition von Randbedingungen und weichen Federlagerungen.....235<br />
4.2.4.11 Definition des Kontaktbereichs....................................................................236<br />
4.2.4.12 Erzeugung der Schraubenkraft.....................................................................238<br />
4.2.4.13 Lösungen berechnen und Ergebnisse beurteilen.....................................238<br />
4.3 Lernaufgaben Basic Nichtlineare Analyse (Sol 106).......................................... 241<br />
4.3.1 Analyse der Blattfeder mit großer Verformung...............................................................241<br />
4.3.1.1 Aufgabenstellung.............................................................................................241<br />
4.3.1.2 Notwendigkeit für geometrisch nichtlineare Analyse...........................241<br />
4.3.1.3 Funktionsweise der geometrisch nichtlinearen Analyse.......................242<br />
4.3.1.4 Überblick über die Lösungsschritte.............................................................243<br />
4.3.1.5 Vorbereitungen und Erzeugung der Lösung für lineare Statik............243<br />
4.3.1.6 Mittelfläche erzeugen und der Polygongeometrie zufügen ................244<br />
4.3.1.7 Kantenunterteilung an der Polygongeometrie ........................................245<br />
4.3.1.8 Vernetzung für Analysen mit nichtlinearer Geometrie.........................246<br />
4.3.1.9 Erzeugung der Randbedingungen ...............................................................247
4.3.1.10 Erzeugung der Lasten für zwei Lastfälle...................................................247<br />
4.3.1.11 Erzeugung einer zweiten Lösung für lineare Statik...............................248<br />
4.3.1.12 Erzeugung der Lösungen für nichtlineare Statik....................................249<br />
4.3.1.13 Automatisches Abarbeiten aller Lösungen...............................................250<br />
4.3.1.14 Gegenüberstellen und Bewerten der Ergebnisse ....................................251<br />
4.3.2 Plastische Verformung des Bremspedals...........................................................................253<br />
4.3.2.1 Aufgabenstellung ............................................................................................254<br />
4.3.2.2 Effekte bei Plastizität .....................................................................................254<br />
4.3.2.3 Vorbereitungen und Erzeugen der Lösung ...............................................256<br />
4.3.2.4 Vereinfachen der Geometrie.........................................................................256<br />
4.3.2.5 Vernetzung für plastische Analyse .............................................................257<br />
4.3.2.6 Definieren der plastischen Materialeigenschaften ................................258<br />
4.3.2.7 Definieren der Randbedingungen ...............................................................260<br />
4.3.2.8 Definieren der Lastschritte für Be- und Entlastung ..............................260<br />
4.3.2.9 Lösungen berechnen und bewerten ...........................................................261<br />
4.4 Lernaufgaben advanced nichtlinear (Sol 601) ....................................................263<br />
4.4.1 Schnapphaken mit Kontakt und großer Verformung ....................................................263<br />
4.4.1.1 Aufgabenstellung ............................................................................................264<br />
4.4.1.2 Vorbereitungen und Erzeugung der Lösung.............................................264<br />
4.4.1.3 Optionales Importieren der vorbereiteten Geometrie...........................264<br />
4.4.1.4 Verändern der Baugruppenposition im idealisierten Teil.....................265<br />
4.4.1.5 Vereinfachen der Geometrie.........................................................................267<br />
4.4.1.6 Entfernen von störenden Kanten ................................................................268<br />
4.4.1.7 Hexaedervernetzung und Verfeinerung ....................................................269<br />
4.4.1.8 Definition der Materialeigenschaften........................................................271<br />
4.4.1.9 Definition der Kontaktflächen .....................................................................271<br />
4.4.1.10 Definieren eines zeitabhängigen Verfahrwegs........................................272<br />
4.4.1.11 Definieren der weiteren Randbedingungen .............................................276<br />
4.4.1.12 Aktivierung der Option für große Verformungen ...................................276<br />
4.4.1.13 Lösungsversuch ohne automatisches Zeitschrittverfahren .................277<br />
4.4.1.14 Interpretation des Lösungsverlaufs anhand der f06-Datei..................278<br />
4.4.1.15 Steuerparameter zur Erreichung einer konvergenten Lösung 601....279<br />
4.4.1.16 Weitere Empfehlungen für konvergente Lösungen ...............................280<br />
4.4.1.17 Lösung mit automatischem Zeitschrittverfahren...................................280<br />
Inhalt<br />
13
Inhalt<br />
14<br />
5 Advanced-Simulation (CFD).................................................................................... 283<br />
5.1 Prinzip der numerischen Strömungsanalyse ....................................................... 284<br />
5.2 Lernaufgaben (<strong>NX</strong>-Flow) ......................................................................................... 285<br />
5.2.1 Strömungsverhalten und Auftrieb am Flügelprofil.........................................................285<br />
5.2.1.1 Aufgabenstellung.............................................................................................285<br />
5.2.1.2 Erstellen der Dateistruktur und Auswahl der Lösung............................286<br />
5.2.1.3 Zeitschrittgröße und Konvergenzsteuerung.............................................287<br />
5.2.1.4 Auswahl eines Turbulenzmodells.................................................................288<br />
5.2.1.5 Weitere Optionen des Lösungselements ...................................................290<br />
5.2.1.6 Erstellen des Strömungsraums.....................................................................291<br />
5.2.1.7 Materialeigenschaften für Luft zuordnen.................................................294<br />
5.2.1.8 Entfernung von Miniflächen.........................................................................295<br />
5.2.1.9 Erstellung von Gitterverknüpfungen ..........................................................295<br />
5.2.1.10 Hexaedervernetzung des Strömungsraums..............................................296<br />
5.2.1.11 Übersicht über Strömungs-Randbedingungen ........................................298<br />
5.2.1.12 Einlass mit Geschwindigkeitsrandbedingung definieren......................302<br />
5.2.1.13 Auslassöffnung definieren.............................................................................302<br />
5.2.1.14 Randbedingung für das Flügelprofil ...........................................................303<br />
5.2.1.15 Randbedingung „Reibungsfreies Gleiten“ an den übrigen Wänden..304<br />
5.2.1.16 Durchführen der Lösung ................................................................................304<br />
5.2.1.17 Beobachten des Lösungsfortschritts ..........................................................304<br />
5.2.1.18 Ergebnis der Druckverteilung und des Auftriebs.....................................306<br />
5.2.1.19 Darstellen der Geschwindigkeiten...............................................................308<br />
Literatur ................................................................................................................................ 311<br />
Farbplots ................................................................................................................................ 313<br />
Funktionsindex der Lernaufgaben ...................................................................................... 327<br />
Begriffsindex........................................................................................................................... 334
1 Einleitung<br />
Die Ingenieurwissenschaften zählen zu den wichtigsten Aufgaben für die Entwicklung<br />
innovativer Produktlösungen. Der konstruktiven Auslegung, Gestaltung und<br />
Detaillierung kommt dabei eine entscheidende Rolle zu. Ebenso wichtig ist allerdings<br />
auch die Voraussage des Produktverhaltens unter verschiedenen Nutzungsszenarien<br />
und Betriebszuständen. Gerade vor dem Hintergrund der rasanten Entwicklung<br />
der Informations- und Kommunikationstechnologie sowohl durch die<br />
zunehmenden Leistungsmerkmale der Hardware wie auch der Software, wie auch<br />
durch die steigende Integrationstiefe von Anwendungssoftwaresystemen gelingt es<br />
immer besser rechnergestützte, numerische Simulationsverfahren und rechnerunterstützte<br />
Konstruktionsverfahren aufeinander abzustimmen.<br />
Virtualität<br />
3D-CAD 3D-CAD<br />
Virtuelle Virtuelle Produktentwicklung<br />
Produktentwicklung<br />
Functional Functional Digital Digital Mockup Mockup<br />
Digital Digital<br />
Mockup Mockup<br />
Virtueller Virtueller<br />
Prototyp/ Prototyp/<br />
virtuelles virtuelles<br />
Produkt Produkt<br />
+ Geometrie<br />
+ Zusammenbau- + Funktionale<br />
+ Baugruppeninformation information<br />
struktur<br />
+ Material<br />
+ Features<br />
+ (Software<br />
+ Parametrik<br />
Logik)<br />
Produktdatenmanagement<br />
Virtuelle Virtuelle<br />
Fabrik Fabrik<br />
+ Fertigung<br />
+ Controlling<br />
+ Logistik<br />
+ Finanzen<br />
+ Marketing...<br />
Informationsintegration<br />
Die Informations- und Kommunikationstechnologie hat auf das Leistungsprofil des<br />
Produktentwicklungsprozesses einen entscheidenden Einfluss bekommen. Dieser<br />
Einfluss resultiert aus<br />
- der schnellen Informationsgewinnung aus weltweit verfügbaren Quellen,<br />
- der Verfügbarkeit von neuen, rechnerbasierten Methoden zur Produktentwicklung<br />
und -konstruktion wie die zur Produktmodellierung (CAD), zur Auslegungs-<br />
und Nachweisrechnung (FEM, MKS, CFD), zur schnellen Validierung<br />
und Verifikation (z.B. über Digital Mock Ups, DMU), zur schnellen Prototypher-<br />
Stufen der virtuellen<br />
Produktentwicklung<br />
Einfluss der Informationstechnik<br />
auf die Produktentwicklung<br />
15
1 Einleitung<br />
3D-CAD ist Grundlage.<br />
DMU<br />
Die wichtigsten Simulationsverfahren<br />
sind die<br />
FEM, MKS und CFD.<br />
16<br />
stellung (Virtual und Rapid Prototyping) sowie den Methoden zur Weiterverarbeitung<br />
von Produktdaten in Prozessketten (CAX-Prozessketten) und<br />
- der Abbildung aufbau- und ablauforganisatorischer Strukturen in Produktdatenmanagementsystemen<br />
(PDM) mit der Bereitstellung der Produktentwicklungsergebnisse<br />
per Mausklick.<br />
Durch den bereits sehr hohen Durchdringungsgrad des Produktentwicklungsprozesses<br />
mit Rechnerunterstützung wurde auch der Begriff der virtuellen Produktentwicklung<br />
geprägt. Die virtuelle Produktentwicklung kann über mehrere Stufen erreicht<br />
werden (siehe Abbildung). Sie führen über<br />
- 3D CAD,<br />
- Digital Mock Ups,<br />
- virtuellen Prototypen bis zum<br />
- virtuellen Produkt und auch zur<br />
- virtuellen Fabrik.<br />
Der Einsatz von 3D-CAD ist dabei die Grundlage zur dreidimensionalen Beschreibung<br />
der Produktgeometrie. Diese Produktbeschreibung bezieht sich dabei sowohl<br />
auf die Einzelteilmodellierung wie auch auf die Baugruppenmodellierung. Vielfach<br />
erfolgt diese Modellierung featurebasiert und parametrisch.<br />
Digital Mock Ups (kurz DMU, im Deutschen auch als digitale Attrappe bezeichnet)<br />
repräsentieren hauptsächlich die Produktstruktur sowie die approximierte Geometrie<br />
der Einzelteile und Baugruppen auf der Basis von Volumen- und Flächengeometrien.<br />
Wurden auch Materialeigenschaften zum Volumen zugewiesen, so sind Gewicht,<br />
Schwerpunktlagen sowie Trägheitsmomente und -tensoren berechenbar.<br />
Digital Mock Ups werden insbesondere zur Simulation von Ein- und Ausbauvorgängen<br />
sowie für Kollisionsprüfungen eingesetzt.<br />
Digitale Prototypen besitzen neben der Repräsentation der 3D-dimensionalen Geometrie<br />
von Einzelteilen und Baugruppen, der Materialeigenschaften, sowie der Produktstruktur<br />
auch physikalische Eigenschaften. Damit sind sie in der Lage, im Rahmen<br />
der modellierten Merkmale eine Simulation des physikalischen Produktverhaltens<br />
zu berechnen und auch grafisch darzustellen. Digitale Prototypen werden meist<br />
disziplinenspezifisch erstellt, also für z.B. die mechanische Festigkeitsberechnung,<br />
die Bewegungssimulation oder die Strömungssimulation. Die wichtigsten dazu eingesetzten<br />
Verfahren sind die Finite-Elemente-Methode (FEM, im Englischen auch<br />
häufig als Finite Element Analysis, kurz FEA bezeichnet), die Mehrkörpersimulation<br />
(MKS, im Englischen auch als Multi Body Simulation, kurz MBS, bezeichnet) und<br />
die Strömungssimulation (im Englischen als Computational Fluid Dynamics bezeichnet).<br />
Der Begriff virtuelles Produkt fasst mehrere physikalische Eigenschaften eines Produktes<br />
zusammen, ergänzt auch logische Abhängigkeiten und vereinigt sie interoperabel<br />
in einem gemeinsamen Produktmodell.
1.1 Beispielsammlung, Voraussetzungen und Lernziele<br />
Der Begriff virtuelle Fabrik bezieht sich auf die modellhafte Abbildung der Objekte<br />
einer Fabrik mit ihren physikalischen Eigenschaften und der Herstellungsprozesse.<br />
Auch hierbei ist das Ziel, mit Hilfe von Simulationsverfahren die einzelnen Abläufe<br />
der Fertigung, der Montage und auch der Prüfung simulieren zu können.<br />
Die in den jeweiligen Anwendungssoftwaresystemen entstehenden Produktdaten<br />
werden schließlich nach den aufbau- und ablauforganisatorischen Strukturen in<br />
einem Produktdatenmanagementsystem (kurz PDM-System) gespeichert.<br />
Durch die zunehmende Einführung von 3D-CAD-Systemen in die industrielle Praxis<br />
zeigt sich auch, dass der Bedarf an integrierten numerischen Simulationsverfahren<br />
steigt. Das Ziel ist es dabei, die 3D-Produktdaten zu vielfältigen Aufgaben weiterzuverarbeiten,<br />
um das Ergebnis des Produktentwicklungsprozesses bereits in der<br />
digitalen Welt zu optimieren und damit das geforderte Anforderungsprofil möglichst<br />
maximal zu erfüllen.<br />
1.1 Beispielsammlung, Voraussetzungen und Lernziele<br />
Ausgehend von der Zielsetzung, 3D-CAD-Daten zur Nachrechnung, Simulation und<br />
Optimierung zu verwenden, ergibt sich die Frage, wie können 3D-CAD-Daten weiter<br />
genutzt werden. Dazu wurden in diesem Lehrbuch für die Verfahren der Finite-<br />
Elemente-Methode, der Mehrkörpersimulation und der Strömungssimulation repräsentative<br />
Beispielszenarien entwickelt, anhand derer die Integration von Berechnungen<br />
und Simulationen dargestellt werden. Die dabei aufgezeigten Szenarien<br />
basieren auf dem 3D-CAD-System <strong>Unigraphics</strong>-<strong>NX</strong>4 und den Berechnungs- und<br />
Simulationssystemen der <strong>NX</strong> Nastran-Reihe.<br />
Um dem Leser das Verständnis für die Methodik zu erleichtern und die Einarbeitung<br />
zu verkürzen, wurde für die Lernaufgaben dieses Buchs eine einzige zusammenhängende<br />
Baugruppe ausgewählt. Es handelt es sich dabei um das CAD-Modell des<br />
legendären Opel Rak2, das in der Vergangenheit am Institut für Datenverarbeitung<br />
in der Konstruktion (DiK) der technischen Universität Darmstadt (TUD) in studenti-<br />
Im PDM-System werden<br />
alle anfallenden Produktdaten<br />
gespeichert.<br />
Die Lerninhalte werden<br />
anhand von Methodikbeispielen<br />
vermittelt.<br />
Der Opel Rak2 bildet die<br />
Beispielsammlung.<br />
17
1 Einleitung<br />
Einige Beispielbilder der<br />
Lernaufgaben<br />
Voraussetzungen<br />
18<br />
schen Projekten erstellt wurde, wofür an dieser Stelle allen Beteiligten herzlich gedankt<br />
sein soll. Alle CAD- und Berechnungsdaten, die in den Lernaufgaben gebraucht<br />
oder erstellt werden, liegen auf der beiliegenden CD vor und sollten vom<br />
Leser zum Nachvollziehen der Beispiele genutzt werden.<br />
Die Lerninhalte werden also anhand von aus dem Leben gegriffenen Beispielen<br />
vermittelt. Funktionen des <strong>NX</strong>-Systems werden niemals isoliert, sondern immer in<br />
Zusammenhang mit einem Beispiel erläutert. Weil dies dem Lernen durch reale<br />
Projekte ähnelt, ist diese Methode effizient, einprägsam und didaktisch modern.<br />
Die einzelnen Kapitel sind so strukturiert, dass sie zwar das didaktische Konzept des<br />
kontinuierlichen Lernfortschritts verfolgen, jedoch Grundlagen im Arbeiten mit 3D-<br />
CAD, insbesondere <strong>Unigraphics</strong> <strong>NX</strong>4 voraussetzen. Vorausgesetzt werden daher<br />
Kenntnisse für den Aufbau von parametrischen 3D-Modellen und Baugruppen so-
wie allgemeines technisches Verständnis, so wie es in technischen Berufsausbildungen<br />
üblicherweise vermittelt wird.<br />
Ziel ist es, dem Studenten, Konstrukteur oder Berechnungsingenieur einen Einstieg<br />
zu vermitteln, der es ihm ermöglicht, einfache Aufgaben der Finite-Elemente-<br />
Methode, der Mehrkörpersimulation und der Strömungssimulation mit <strong>Unigraphics</strong><br />
<strong>NX</strong>4 selbst zu lösen und ein Verständnis für diese Technologien zu entwickeln. Es<br />
darf jedoch nicht erwartet werden, dass komplexe praktische Probleme mit dem<br />
vermittelten Wissen sofort lösbar sind. Dies wäre ein wahnwitziger Anspruch. Vielmehr<br />
entwickelt sich ein Anfänger zum Experten, indem er im Laufe der Zeit möglichst<br />
viele praktische Aufgaben durcharbeitet und daran Erfahrungen sammelt.<br />
Sein Erfahrungsschatz ergibt sich aus den erfolgreich erarbeiteten Projekten. Dieses<br />
Buch vermittelt mit seinen Lernbeispielen wichtige grundlegende Erfahrungen und<br />
bildet so den Grundstock für einen beliebig erweiterbaren Erfahrungsschatz.<br />
1.2 Arbeitsumgebungen<br />
Mechanische Problemstellungen erlauben eine Unterteilung in die drei Klassen starre<br />
Körper, flexible Körper und Fluide. Starrkörpersysteme werden dabei mit Mehrkörpersimulationsprogrammen<br />
(MKS), flexible Körper mit Programmen für Finite-<br />
Elemente-Methode (FEM) und Strömungsaufgaben mit Computational Fluid Dynamics<br />
(CFD) berechnet.<br />
Starre Körper<br />
Starrkörpermechanik<br />
MKS (Mehr-Körper-<br />
Systeme)<br />
-Mechanik -<br />
Flexible Körper<br />
Strukturmechanik<br />
FEM (Finite-<br />
Elemente-Methode)<br />
Fluide<br />
Strömungsmechanik<br />
CFD (Computational<br />
Fluid Dynamics)<br />
Dementsprechend gibt es in <strong>Unigraphics</strong> <strong>NX</strong>4 mehrere Arbeitsumgebungen im Bereich<br />
der digitalen Simulation. Diese sind (neben einigen anderen, die hier nicht<br />
behandelt werden):<br />
- „Kinematik“ (Motion-Simulation) für Bewegungssimulationen mit MKS,<br />
- „FEM – Finite-Elemente-Methode“ (Design-Simulation) für einfache Strukturmechanik,<br />
die konstruktionsbegleitend eingesetzt werden kann, und<br />
- „Erweiterte Simulation“ (Advanced-Simulation) für<br />
o komplexe Strukturmechanik auch nichtlinearer Effekte mit FEM und<br />
o Strömungssimulation mit CFD.<br />
Die Arbeitsumgebungen haben eine gemeinsame Oberfläche, und die verfügbaren<br />
Funktionen hängen von der jeweils vorhandenen Lizenz ab. In diesem Buch wird<br />
1.2 Arbeitsumgebungen<br />
Ziel ist der Aufbau eines<br />
grundlegenden Erfahrungsschatzes.<br />
Die Mechanik kann grob<br />
in drei Teile gegliedert<br />
werden.<br />
Das <strong>NX</strong>-System stellt für<br />
digitale Simulation drei<br />
Module bereit.<br />
19
Funktionsindex der Lernaufgaben<br />
328<br />
Schieber (Slider) Kollisionsprüfung am Gesamtmodell<br />
der Lenkung<br />
Zylindergelenk (Cylinder) Top-down-Entwicklung der Lenkhebelkinematik,<br />
Schraubgelenk (Screw) Erläuterung 29<br />
Kardangelenk (Universal) Erläuterung 29<br />
Kugelgelenk (Sphere)<br />
Top-down-Entwicklung der Lenkhebelkinematik,<br />
60<br />
Kollisionsprüfung am Gesamtmodell<br />
der Lenkung<br />
76<br />
Planargelenk (Planar) Erläuterung 30<br />
Fixgelenk (Fix) Fallversuch am Fahrzeugrad 86<br />
Zahnstange und Ritzel (Rack<br />
and Pinion)<br />
Erläuterung 30<br />
Zahnradpaar (Gear) Lenkgetriebe 46<br />
Kabel (Cable)<br />
Kontakte:<br />
Erläuterung 30<br />
Punkt auf Kurve Erläuterung 30<br />
Kurve an Kurve Erläuterung 30<br />
Punkt auf Fläche Erläuterung 30<br />
3D Kontakt Fallversuch am Fahrzeugrad 87<br />
2D Kontakt<br />
Feder, Dämpfer:<br />
Erläuterung 30<br />
Feder (Spring) Erläuterung 30<br />
Dämpfer (Damper) Erläuterung 31<br />
Buchse (Bushing)<br />
Kräfte:<br />
Erläuterung 31<br />
Skalare Kraft Erläuterung 31<br />
Skalares Moment Erläuterung 31<br />
Vektor Kraft Erläuterung 31<br />
Vektor Moment<br />
weitere:<br />
Erläuterung 31<br />
Intelligenter Punkt Erläuterung 31<br />
44, 78<br />
61
Funktionsindex der Lernaufgaben<br />
Markierung Erläuterung 31<br />
Objekt bearbeiten<br />
Geom. Berechnung:<br />
Erläuterung 31<br />
Durchdringung (Collision) Kollisionsprüfung am Gesamtmodell<br />
der Lenkung<br />
81<br />
Messen (Measure) Erläuterung 31<br />
Zeichen (Trace)<br />
Simulationsmethoden:<br />
Fallversuch am Fahrzeugrad 91<br />
Lenkgetriebe 42<br />
Animation<br />
Fallversuch am Fahrzeugrad 91<br />
Artikulation Kollisionsprüfung am Gesamtmodell<br />
der Lenkung<br />
77, 80<br />
Graphenerstellung Top-down-Entwicklung der Lenkhebelkinematik,<br />
63<br />
Tabellenkalkulation ausführen<br />
(Spreadsheet Run)<br />
Erläuterung 32<br />
Transfer Laden (Load Transfer) Erläuterung 32<br />
Design/Advanced-Simulation Basisfunktionen<br />
Name Lernaufgabe(n) / Erläuterung: Seite:<br />
Finitelementmodell aktualisieren<br />
(Update Finite Element<br />
Model)<br />
Modellvorbereitung:<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 149<br />
Geometrie optimieren (Idealize Erläuterung<br />
Geometry)<br />
Steifigkeit des Fahrzeugrahmens<br />
116<br />
174<br />
Plastische Verformung des Bremspedals<br />
256<br />
Defeature Geometry Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 123<br />
Zerlegungsmodell<br />
Model)<br />
(Partition Erläuterung 234<br />
Mittelfläche (Midsurface) Steifigkeit des Fahrzeugrahmens 176<br />
329
Funktionsindex der Lernaufgaben<br />
330<br />
Zusammenfügen (Sew) Steifigkeit des Fahrzeugrahmens 177<br />
Fläche unterteilen (Subdivide Erläuterung 116<br />
Face)<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 146<br />
Steifigkeit des Fahrzeugrahmens 178<br />
Materialeigenschaften (Material Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 113,<br />
Properties)<br />
139<br />
Temperaturfeld in einer Rakete<br />
(Sol153)<br />
Lasten:<br />
159<br />
Kraft (Force)<br />
Erläuterung 128<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 127<br />
Lager (Bearing) Erläuterung 128<br />
Druck (Pressure) Erläuterung 128<br />
Erdanziehungskraft (Gravity) Erläuterung 128<br />
Temperaturlast (Temperature<br />
Load)<br />
Erläuterung 128<br />
Moment Erläuterung 128<br />
Drehmoment (Torque) Erläuterung 128<br />
Hydrostatischer Druck Erläuterung 128<br />
Zentrifugalkraft (Centrifugal)<br />
Constraints:<br />
Erläuterung 128<br />
Feste Randbedingung (Fixed Erläuterung 132<br />
Constraint) Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 129<br />
Erläuterung 132<br />
Feste Verschiebungsrandbedingung<br />
(Fixed Translation<br />
Constraint)<br />
Feste Rotationsrandbedingung<br />
(Fixed Rotation Constraint)<br />
Erzwungene Verschiebungsrandbedingung<br />
(Enforced<br />
Displacement Constraint)<br />
Einfach unterstützte Randbedingung<br />
(Simply Supported<br />
Constraint)<br />
Erläuterung 132<br />
Erläuterung 132<br />
Schnapphaken mit Kontakt und großer 273<br />
Verformung<br />
Erläuterung<br />
132
Verstiftet (Pinned Constraint)<br />
Zylindrische Randbedingung<br />
(Cylindrical Constraint)<br />
Schiebereglerrandbedingung<br />
(Slider Constraint)<br />
Rollenrandbedingung (Roller<br />
Constraint)<br />
Symmetrische Randbedingung<br />
(Symmetric Constraint)<br />
Antisymmetrische Randbedingung<br />
(Anti-Symmetric<br />
Constraint)<br />
Anwenderdefinierte Randbedingung<br />
(User Defined<br />
Constraint)<br />
Funktionsindex der Lernaufgaben<br />
Erläuterung 132<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 130<br />
Plastische Verformung des Bremspedals<br />
260<br />
Erläuterung 132<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 130<br />
Erläuterung 132<br />
Erläuterung 132<br />
Erläuterung 132<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 131<br />
Steifigkeit des Fahrzeugrahmens 193<br />
Erläuterung 132<br />
Steifigkeit des Fahrzeugrahmens 183,<br />
193<br />
Thermal Constraints Temperaturfeld in einer Rakete<br />
(Sol153)<br />
Konvektion erzeugen (Create<br />
Convection)<br />
Vernetzung:<br />
Gitterverknüpfungsbedingung<br />
(Mesh Mating Condition)<br />
3D Tetraeder Gitter (3D Tetrahedral<br />
Mesh)<br />
Temperaturfeld in einer Rakete<br />
(Sol153)<br />
162<br />
162<br />
Temperaturfeld in einer Rakete 160<br />
(Sol153)<br />
Klemmsitzanalyse am Flügelhebel mit 231<br />
Kontakt<br />
Strömungsverhalten und Auftrieb am 295<br />
Flügelprofil<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 126,<br />
141<br />
Temperaturfeld in einer Rakete 161<br />
(Sol153)<br />
Klemmsitzanalyse am Flügelhebel mit 234<br />
Kontakt<br />
331
Funktionsindex der Lernaufgaben<br />
332<br />
Gitter mit 3D-Extrusion (3D-<br />
Swept Mesh)<br />
Schnapphaken mit Kontakt und großer<br />
Verformung<br />
Strömungsverhalten und Auftrieb am<br />
Flügelprofil<br />
2D Gitter (2D-Mesh) Steifigkeit des Fahrzeugrahmens 170,<br />
180<br />
1D Gitter (1D-Mesh) Auslegung einer Schraubenfeder 198,<br />
203<br />
1D Element Schnitt (1D Element<br />
Section)<br />
Auslegung einer Schraubenfeder 202<br />
0D-Gitter (0D Mesh)<br />
weiteres:<br />
Eigenfrequenzen des Fahrzeugrahmens 217<br />
Attribute Editor Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 149<br />
Check<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 143<br />
- Elementformen<br />
Steifigkeit des Fahrzeugrahmens 185<br />
- Elementnormalen<br />
- Doppelte Knoten<br />
Auslegung einer Schraubenfeder 206<br />
Identifizieren (Identify)<br />
Lösen (Solve) Alle Beispiele<br />
Postprozessor Alle Beispiele<br />
269<br />
296<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 139<br />
Auslegung einer Schraubenfeder 210<br />
Funktionen nur in Advanced-Simulation FEM/CFD<br />
Name Lernaufgabe(n) / Erläuterung: Seite:<br />
Geom. autom. reparieren<br />
(Auto heal Geometry)<br />
Erläuterung 245<br />
Kante teilen (Split<br />
Edge)<br />
Fläche teilen (Split<br />
Face)<br />
Erläuterung 245<br />
Analyse der Blattfeder mit großer Verformung 245<br />
Erläuterung 116,<br />
245
Kante vereinigen<br />
(Merge Edge)<br />
Fläche vereinigen<br />
(Merge Face)<br />
Erläuterung 245<br />
Funktionsindex der Lernaufgaben<br />
Erläuterung 117,<br />
245<br />
Kerbspannung am Lenkhebel (Sol101) 148<br />
Strömungsverhalten und Auftrieb am Flügel- 295<br />
profil<br />
An Kante anpassen<br />
(Match Edge)<br />
Erläuterung 245<br />
Kante zusammenfassen<br />
(Collapse Edge)<br />
Erläuterung 245<br />
Flächenreparatur (Face<br />
repair)<br />
Erläuterung 245<br />
Zurücksetzen (Reset)<br />
Simulationsobjekte:<br />
Erläuterung 245<br />
Fläche-zu-Fläche Kontakt<br />
(Surf to Surf Contact)<br />
Klemmsitzanalyse am Flügelhebel mit Kontakt 236<br />
Eingang (Inlet) Erläuterung 300<br />
Strömungsverhalten und Auftrieb am Flügelprofil<br />
302<br />
Auslass (Outlet) Erläuterung 300<br />
Interner Ventilator<br />
(Internal Fan)<br />
Erläuterung 300<br />
Umlaufende Schleifen Erläuterung 300<br />
Öffnung (Opening) Erläuterung 300<br />
Strömungsverhalten und Auftrieb am Flügelprofil<br />
302<br />
Begrenzungsflussoberfläche<br />
(Boundary Flow<br />
Surface)<br />
Erläuterung 298<br />
Strömungsverhalten und Auftrieb am Flügelprofil<br />
303<br />
333
334<br />
Begriffsindex<br />
3D-Kontakt ........................................ 87<br />
A<br />
Abhebende Kontakte ........................ 83<br />
adiabatisch .......................................300<br />
ADINA ..............................................168<br />
Anregung .........................................222<br />
Antrieb................................................ 44<br />
Auftrieb ............................................306<br />
Auslassöffnung................................302<br />
B<br />
Balkenelement ........................ 200, 203<br />
Balkenquerschnitt ...........................202<br />
Beschränkung bei MKS .................... 24<br />
Bestimmte Freiheitsgrade................. 25<br />
Bewegungskörper.............................. 86<br />
Bewertung der Genauigkeit ...........105<br />
Bibliothek........................................... 85<br />
Blattfeder................................. 241, 332<br />
C<br />
CFD ...................................................283<br />
D<br />
Dämpfung ................................. 89, 222<br />
DMU.................................................... 16<br />
drehbare Lagerung..........................130<br />
Drehfreiheitsgrad.............................192<br />
Drehgelenke ....................................... 39<br />
Druckverteilung...............................306<br />
Dynamik.......................................36, 83<br />
dynamische Viskosität....................295<br />
E<br />
Eigenfrequenzen.............100, 215, 332<br />
Einheiten ............................................ 46<br />
Einlass...............................................302<br />
Elastizitätsmodul............................. 114<br />
Erhaltungsgleichungen .................. 284<br />
F<br />
f06-Datei.......................................... 278<br />
Finite-Volumen-Methode .............. 284<br />
Flächenunterteilungen ................... 116<br />
FVM .................................................. 284<br />
G<br />
geometrisch nichtlineare Analyse 241<br />
Gitterpunkt ...................................... 201<br />
Gitterverknüpfungen...................... 295<br />
Graphenerstellung ............................ 63<br />
große Verformung .. 98, 241, 263, 277<br />
H<br />
Hexaedervernetzung...............269, 296<br />
Hook’sches Gesetz............................. 97<br />
K<br />
Kantenunterteilung......................... 245<br />
K-Epsilon-Turbulenzmodell .......... 289<br />
Kerbspannung........105, 329, 330, 331,<br />
332, 333<br />
Klemmsitz ........................................ 225<br />
Klonen .............................................. 216<br />
Kollisionsprüfung ............................. 81<br />
Kontakt............................263, 330, 332<br />
Kontakt-Nichtlinearität.................... 97<br />
Konvektionsrandbedingung .......... 162<br />
Konvergenz...................................... 150<br />
Konvergenzkriterium...................... 288<br />
Konvergenznachweis...................... 151<br />
Konvergenzsteuerung..................... 306<br />
Kopplungselemente ........................ 192<br />
Körperwände ................................... 298<br />
Kugelgelenk ....................................... 76
L<br />
Lasttypen ..........................................128<br />
Lineare Statik.....................................95<br />
lineare Tetraeder..............................234<br />
Lineares Beulen................................102<br />
M<br />
Masseneigenschaften ........................38<br />
Master-Model-Concept .....................32<br />
Materialeigenschaften... 113, 159, 294<br />
maximale Zughauptspannung.......211<br />
Miniflächen ......................................295<br />
Mittelfläche .............................176, 188<br />
Motion-Joint-Wizard........................33<br />
N<br />
Netzfeinheit........................................99<br />
Netzsteuerung ..................................149<br />
Netzverbindung ...............................160<br />
Netzverfeinerung.............................233<br />
Nichtlineare Effekte ..........................97<br />
nichtlineare Geometrie ...................277<br />
nichtlinearer Kontakt......................226<br />
Nichtlineares Material.......................98<br />
Nietverbindungen.......... 186, 189, 191<br />
numerischer Fehler..........................151<br />
O<br />
Oberflächenrauhigkeit ....................299<br />
Öffnungen ........................................300<br />
Opel Rak2 ...........................................17<br />
P<br />
PDM.....................................................17<br />
Plastische Verformung . 253, 329, 331<br />
Plastizität..........................................254<br />
Polygongeometrie ..................147, 245<br />
Polygonkörper .................................111<br />
Postprozessor ...................................134<br />
Presspassung ....................................225<br />
Prinzip der linearen FEM .................96<br />
Prüfung der Elementformen ..........143<br />
Punktmasse ......................................217<br />
Q<br />
Querkontraktionszahl .....................114<br />
R<br />
Randbedingungen ...........................132<br />
Reaktionskraft .................................209<br />
redundante Freiheitsgrade .........36, 59<br />
Reibung .............................................. 88<br />
Reibungsfreies Gleiten....................304<br />
Rotationsfreiheitsgrade ..................171<br />
S<br />
Schalenelemente..............................171<br />
Schiebegelenk.................................... 78<br />
Schnapphaken ................263, 330, 332<br />
Schraubenfeder................................197<br />
Schraubenkraft ................................238<br />
Simulation File View ......................110<br />
Singularitäten ......................... 100, 152<br />
Sol 101 .............................................167<br />
Sol 103 .............................................167<br />
Sol 106 .............................................167<br />
Sol 601 .............................................168<br />
Spannelement ..................................225<br />
Standardvernetzung........................126<br />
Strömungsanalyse...........................284<br />
Strömungs-Randbedingungen.......298<br />
Strömungsraum...............................291<br />
Symmetrie ........................................157<br />
Symmetrierandbedingung..............193<br />
T<br />
Temperaturfeld ...............155, 330, 331<br />
Temperaturrandbedingung ............162<br />
Thermotransfer ................................101<br />
Toleranzen.......................................... 60<br />
Top-down-Methode .......................... 51<br />
Totwassergebiet...............................309<br />
Transportgleichungen.....................284<br />
Turbulenzmodell ..............................288<br />
Begriffsindex<br />
335
Begriffsindex<br />
336<br />
U<br />
überbestimmte Freiheitsgrade ......... 36<br />
übereinstimmende Vernetzung .....231<br />
unbestimmte Freiheitsgrade............. 25<br />
V<br />
variable Positionierung ..................266<br />
Ventilatoren .....................................300<br />
Verbindung ............................. 181, 186<br />
Verfeinerung....................................145<br />
Verformungsergebnisse..................136<br />
Verschmelzen von Knoten.............205<br />
virtuelle Produktentwicklung.......... 15<br />
Voreinstellungen.........................21, 90<br />
vorgegebene Verschiebung ........... 208<br />
vorgespannte Lagerungen ............. 197<br />
W<br />
Wandstärke...................................... 180<br />
Wärmeaustausch............................. 300<br />
weiche Federlagerungen ........235, 236<br />
Z<br />
Zahnradpaar ...................................... 46<br />
zeitabhängiger Verfahrweg ........... 272<br />
Zeitschritt......................................... 306<br />
Zeitschrittgröße............................... 287<br />
Zeitschrittverfahren........................ 280<br />
Zylindergelenk .................................. 61