Hannover Messe: Cadfem zeigt neues Ansys

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Auf der Hannover Messe zeigt Ansys-Elite-Partner Cadfem die Ende Januar 2016 vorgestellte Simulationssoftware Ansys 17. Zu den Neuheiten gehört die Topologieoptimierung, die ihre Vorteile etwa bei additiven Fertigungsverfahren ausspielt.
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Auf der Hannover Messe (25. bis 29. April) stellt Ansys-Elite-Partner Cadfem die Ende Januar 2016 vorgestellte Simulationssoftware Ansys 17 vor. Zu den wichtigsten Neuheiten gehört die Topologieoptimierung, die ihre Vorteile unter anderem beim Einsatz von additiven Fertigungsverfahren ausspielt. Zudem ist nun eine Analyse zur Ermüdung von Elektronikkomponenten aufgrund thermomechanischer Spannungen und die Unterstützung der Modellbeschreibungssprache Modelica sowie der Datenaustausch über das Functional Mock-up Interfache FMI 2.0 mit an Bord.

Numerische Simulation wird heute in vielen Branchen eingesetzt, um die Produktentwicklung zu optimieren und die Fertigungsprozesse zu verbessern. Zudem erleichtern Simulationen die Erzeugung von kundenspezifischen Varianten, indem die Variante frühzeitig als virtueller Prototyp analysiert und bewertet werden kann. So geht es bei der Topologieoptimierung innerhalb der Produktentwicklung zu Beispiel darum, mit möglichst wenig Material eine maximale Steifigkeit zu erzielen, wobei gleichzeitig die global oder lokal vorgegebene Spannungen nicht überschritten werden sollen. Auch sind die jeweils vorhandenen Fertigungsrestriktionen zu berücksichtigen, beispielsweise Hinterschnitte beim Fräsen oder Auszugsrichtungen beim Spritzguss. Hier bieten die neuen additiven Fertigungsverfahren wie der 3D-Druck ungeahnte Freiheiten, sodass sich diese Verfahren mit der Topologieoptimierung gut kombinieren lassen. Welche Möglichkeiten der 3D-Druck bietet, möchte Cadfem auf der Hannover Messe verdeutlichen.

Thermomechanische Ermüdung von Leiterplatten

Da die Elektronik in der Produktentwicklung eine immer größere Rolle spielt, werden diese Komponenten oft zum entscheidenden Kriterium für den Produktkauf. Folglich ist die Zuverlässigkeit der Elektronikkomponenten von der Leiterplatte bis zum Mikroelektronik-Bauteil unerlässlich für den Geschäftserfolg des gesamten Produktes. Mit Ansys 17 können die Layout-Daten von Elektronikentwicklungssystemen (ECAD) einfacher importiert und homogenisiert werden, um diese mit dem neuen ECAD-Trace-Mapping zu analysieren. So lassen sich unter anderem Wärmeleitung, thermomechanische Deformation und Ermüdung untersuchen, und das auch bei größeren Skalenunterschieden, die von der Mikrostruktur der Bauelemente (Mikrometer) bis zu großflächigen, mehrlagigen Leiterplatten (Zentimeter) reichen. Ein typischer Anwendungsfall sind Lötverbindungen, die bei dauerhaften thermomechanischen Belastungen teilweise versagen.

Systemsimulation mit Modelica und FMI 2.0

Im Bereich der Systemsimulation erleichtert die standardisierte Modellbeschreibungssprache Modelica das Einbinden von kommerziellen Modellbibliotheken und auch dem Aufbau eigener Bibliotheken. Der Austausch von dynamischen Modellen auf Systemebene wird mit FMI 2.0 (Functional Mock-up Interface) unterstützt. Dabei werden physische, logische oder Embedded-Software-Systemkomponenten als Functional Mock-up Units (FMUs) beschrieben. Ferner sind bei Ansys 17 Tools zur Hochfrequenz-, Niederfrequenz- und Schaltungssimulation in eine gemeinsame Benutzeroberfläche – den „ANSYS Electronics Desktop“ – integriert, um den gemeinsamen Einsatz von unterschiedlichen Simulationen zu optimieren.

AIM: Multiphysik-Simulation für den Mittelstand

Auch die neue Software AIM innerhalb von Ansys wurde verbessert, zum Beispiel durch erweiterte Rand-
bedingungen und Analyseoptionen für Ermüdung. AIM ermöglicht die Produktsimulation für jeden Ingenieur. Sie verbindet die Simulation mechanischer, strömungsmechanischer, thermischer und elektrischer Eigenschaften in einer neuen, intuitiven Benutzeroberfläche und einem über alle physika-
lischen Disziplinen gleichen Arbeitsprozess. Auf diese Weise kann die Simulation für die volle Breite physikalischer Fragestellungen auch direkt in der Produktentwicklung durch Konstrukteure und Entwicklungsingenieure genutzt werden, um ein ganzheitliches Produktverständnis zu erzielen.

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