Virtuelle Prototypen !

NORTEC 2014 22. Jan 2014

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Simulation in der Produktionstechnik; Motor für Innovationen und

Wirtschaftlichkeit

Dr. Stefan Reul, PRETECH GmbH

Virtuelle Prototypen !

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Diskussionspunkte

» Problemstellung

» Was kann bestimmt werden ?

» Beispiele

» Wirtschaftlichkeit

Virtuelle Prototypen !

Problemstellung» Simulation (< lat:; simulare > vortäuschen):

Früher: Bewusste Vortäuschung von z.B. Krankheiten

Heute: Sammelbegriff für die Abbildung physikalischer/technischer Prozesse oder Systeme

» Herausforderungen bei physikalischen/technischen Simulationen: Simulationen müssen alle relevanten

Einflussparameter enthalten

Für zuverlässige Aussagen/Optimierungenmüssen sie extrapolierbar sein

Bei Optimierungen werden die Parameterderart variiert, dass z.B. ein kostengünstigererProduktions-Schritt erreicht wird

Simulationen experimentieren also an „realen“ virtuellen PrototypenAll rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 3

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Was kann bestimmt werden ?» Simulationen ermöglichen es alle formulierbaren

Größen an jedem beliebigen Ort im Modell zu bestimmen (stationär und zeitabhängig), u.a.: Verschiebungen, Dehnungen, Spannungen,

Lasten (Kräfte/Momente)

Geschwindigkeiten, Beschleunigungen,Frequenzen

Temperaturen, Wärmeströme, Drücke, Strömungskomponenten

Magnetfelder, elektrische Felder

» Bei physikalischen Tests werden wesentlich weniger Größen gemessen; manche Tests sind zu gefährlich bzw. zerstören den Prüfling; realitätsnahe Prüfungen sind sehr aufwändig und zeitintensiv

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Beispiel Strömungsmechanik» Filterbank (RWTH Aachen University):

Durchströmung (gleicher Druckabfall in den Filterpaketen) durch unterschiedlich angestellte Leitbleche:

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» Werkzeugmaschine: Verschiebungen (Fertigungstoleranzen):

Beispiel Maschinensteifigkeit

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» Blechumformung:

Plastische Dehnungen (zeitabhängig; inkl. Verformungen und Spannungen):

Beispiel Blechumformung

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» Widerstandschweißen:

Temperaturen (zeitabhängig):

Beispiel Widerstandsschweißen

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» Rohrbiegen: Verschiebungen (zeitabhängig; inkl. Fertigungskräfte und Spannungen):

Beispiel Umformung

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» Fahrgeschäft: Bewegungsablauf (mit Ermittlung der Beschleunigungen und der Kräfte in den

Lagern):

Beispiel Bewegungssimulation

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» Die Gesamtkosten eines Produktes werden in der Entwicklung/Konstruktion bei geringen Kosten stark beeinflusst; dies gilt auch für Rationalisierungen in der Produktion

Wirtschaftlichkeit

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Ich freue mich auf Ihre Diskussionsbeiträge !

Dr. Stefan Reul, PRETECH GmbH