SimWise 4D

SimWise 4D kombiniert SimWise Motion (dynamische Starrkörpersimulation) mit SimWise FEA in einer Programmumgebung. Mit SimWise Motion können komplexe dynamische Bewegungsanalysen durchgeführt werden. Die Ergebnisse können unmittelbar (für jeden Frame) an SimWise FEA weitergegeben werden und die entsprechenden Verformungen und Spannungen der Bauteile berechnet werden. 

Simwise 4D

Ergebnisse aus SimWise Motion werden für SimWise FEA verwendet

SimWise 4D ist auf die Bedürfnisse von Konstrukteuren optimiert, die schnell zuverlässige Aussagen über die Funktionalität der Konstruktion benötigen, ohne dass vertieftes Fachwissen notwendig ist. Es ist einfach zu bedienen, ähnlich wie CAD-Programme

CAD-Assoziativität

SimWise 4D ist ein eigenständiges Programm mit verschiedenen assoziativen Schnittstellen zu CAD-Systemen: 

  • Soldiworks 
  • Solid Edge 
  • Autodesk Inventor 
  • Space Claim 
  • Alibre Design 
  • Onshape 
  • ZW3D (in Entwicklung) 
Einbindung in Konstruktionsprozess

Einbindung Simwise 4D in den Konstruktionsprozess

 

Aus den CAD-Files werden die Baugruppenverknüpfungen automatisch übernommen und können in SimWise 4D ergänzt und modifiziert werden. Natürlich lassen sich einzelne Verknüpfungen auch unterdrücken bzw. neue, unabhängige Verknüpfungen manuell hinzufügen. 

Änderungen der CAD-Geometrie können automatisch upgedatet werden. 

SimWise Motion 

SimWise Motion ist das Modul in SimWise 4D für die dynamische Mehrkörpersimulation (MKS-System). 

Die Geometrie wird direkt aus dem CAD-Programm übernommen und kann ggf. mit den Geometrie-Basic-Funktionen von SimWise ergänzt werden. Die physikalischen Eigenschaften (Massen, Massenträgheitsmomente) werden für alle Bauteile automatisch berechnet und bilden die Grundlage für die Simulation. Verknüpfungen der CAD-Geometrie werden in Gelenke übersetzt.  

Mit Kontaktmodellen können 3D-Kontakte zwischen beliebig geformten Körpern realitätsnah simuliert werden. Die Reibung ist sowohl in Gelenken als auch in den 3D-Kontakten definierbar. Mit diskontinuierlichen Antriebsfunktionen können beliebige Mechanismen  untersucht und der Ablauf komplex gesteuerter Maschinen untersucht werden. Interaktiv bedienbare Elemente erlauben das “händische” verfahren von Antrieben (Drehmotoren, Linearantrieben, Aktuatoren etc), so dass belibige Situationen in einem Bewegungsraum untersucht und “erfahren” werden können.

Motion erlaubt die Untersuchung von extrem schnell laufenden (oder sehr langsamen, quasistatischen) Mechanismen in den Phasen des Hochfahrens, im laufenden Betrieb und beim Abbremsen (inklusive Notstop).

Nicht nur im Sondermaschinenbau, in allen Branchen wird Motion erfolgreich eingesetzt

Geregelte Antriebe 

Die Antriebe (Drehmotoren, Zylinder, etc.) können über eigene Algorithmen angesteuert und geregelt werden. Eine Kopplung mit Matlab/Simulink ist möglich.

Motion-Ergebnisse 

Verschiedenste Ergebnisse werden berechnet und angezeigt: 

  • Verschiebungen, Beschleunigungen und Geschwindigkeiten
  • Kräfte in Gelenken, Federn, Dämpfern
  • Spurkurven relativ zum globalen Koordinatensystem und zu andere bewegten Parts
  • Animation der Bewegung als .avi-File
  • Und anderes mehr 

SimWise FEA 

Übernahme der BElastung aus Simwise Motion

Übernahme der Belastungen aus SimWise Motion

Mit SimWise FEA steht innerhalb SimWise 4D ein leistungsstarkes FEM-Tool zur Verfügung, mit dem Verschiebungen, Spannungen, Eigenfrequenzen und Dauerfestigkeiten berechnet werden können, sowie Beul- und thermische Analysen durchgeführt werden können. 

Die Geometrie wird aus den CAD-Systemen direkt übernommen.

Für die Modellierung stehen vielfältige Werkzeuge zur Definition der Kräfte und Randbedingungen zur Verfügung. Insbesondere können die in Simwise Motion gemessenen Kräfte direkt für jeden Frame übernommen werden. So können die Verformungen und Spannungen in einem Bauteil über einen ganzen Bewegungszyklus analysiert werden.  

Solvertechnologie

SimWise basiert auf einem extrem schnellen und modernen iterativen Finite-Element-Analysis-Solver. Der Solver nutzt Multi-Core-Technologien.  

 

Vernetzung

SimWise FEA arbeitet mit Tetraeder-10-Elementen. Automatisch wird an besonders belasteten Stellen das Netz verfeinert (H-Adaptivität).

Die Adaptivität verfeinert das Netz an besonders belasteten Stellen

FEA-Ergebnisse

In dem FEA-Modul werden u.a. die folgenden Ergebnisse angezeigt

  • Spannungen, Verformungen, Dehnungen, Sicherheitsfaktoren
  • Eigenfrequenzen, Knicken, Beulen
  • Temperaturen und Wärmefluss
  • Reaktionskräfte auf Randbedingungen

Simwise Optimization

“Wie kann man es noch besser machen? ” Diese Frage lässt sich mit dem Optimierungstool beantworten.
Wenn mit Motion und FEA der Nachweis erbracht wurde, dass der Entwurf sicher betrieben werden kann, kann man nun mit dem Optimierungstool den Entwurf automatisch Optimierung Simwise 4D beinhaltet die “HEEDS(R) Optimization Engine” von Red Cedar Technology, mit dem in einem heuristischen Verfahren viele Konstruktionsalternativen extrem schnell untersucht, bewertet und die optimale Lösung herausgefiltert wird.

für die Optimierung sind die folgenden Vorgaben wichtig:

  • Parameter: Diese Werte können vom Optimierer modifiziert werden (z.B. die Steifigkeit einer Feder oder die Position einer Verknüpfung)
  • Ziele: Diese(n) Wert(e) gilt es zu optimieren (z.B. Minimierung der maximalen Kraft, Verformung etc)
  • Randbedingungen: Diese Bedingungen müssen immer erfüllt bleiben (z.B. die maximale Spannung darf bestimmte Werte nicht überschreiten.

Ergebnis der Optimierung

  • Die verschiedenen Simulationsläufe werden zusammengestellt und Tendenzen / Sensitivitäten von bestimmten Parametern ermittelt
  • Eine optimierte Variante
  • optimierte Produkteigenschaften

SimWise Durability

Ermittlung der Dauerfestigkeit mit SimWise 4D

Studien zur Dauerfestigkeit

Das Modul der Dauerfestigkeit beantwortet die Frage, wie lange Bauteile einer variablen Belastung standhalten.

SimWise Durability enthält die Dauerfestigkeits-Werte für mehr als 150 verschiedene Materialien (SAE J1022).

Ergebnisse von Simwise Durability

  • Sicherheit gegen Versagen während der erwarteten Lebensdauer
  • Informationen über die Auslastung des Materials für weitergehende Optimierungsmöglichkeiten

 

Fazit

SimWise 4D ist ein auf die Bedürfnisse des Konstrukteurs optimiertes Werkzeug, das

  • einfach und schnell ohne vertieftes Expertenwissen zu bedienen ist, auch wenn es nur zeitweise eingesetzt wird
  • wertvolle Erkenntnisse über die Funktionalität und Haltbarkeit der Konstruktion liefert. Die Anzahl notwendiger Prototypen im Serienfertigung wird deutlich reduziert, im Sondermaschinenbau werden Nacharbeiten vermieden
  • Ansätze für Alternativen und die Bewertung von Alternativen liefert

SimWise 4D kann in allen Branchen eingesetzt werden

 

Demoversion

Wir senden Ihnen gern eine Demoversion Dynamic Designer zu. Bitte nehmen Sie mit uns Kontakt auf.

Brochüren

Weitere Informationen erhalten Sie in diesem Datenblatt:

SimWise 4D

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