Systemsimulation bringt die Praxis ins Modell

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Die ESI Group, Spezialist für Virtual-Prototyping-Software und -Dienstleistungen, veröffentlicht SimulationX 4.0, die neue Version der Softwareplattform für dynamische Systemsimulation. Nun lassen sich Fertigungstoleranzen, Alterung, Verschleiß und Komponentenausfälle systematisch in die Systemmodelle integrieren. 

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Die ESI Group, Spezialist für Virtual-Prototyping-Software und -Dienstleistungen, veröffentlicht SimulationX 4.0, die neue Version der Softwareplattform für dynamische Systemsimulation. Nun lassen sich Fertigungstoleranzen, Alterung, Verschleiß und Komponentenausfälle systematisch in die Systemmodelle integrieren.

Die neugestaltete Bedienoberfläche verspricht effiziente Arbeitsabläufe und einen schnellen Einstieg in die Welt der Systemsimulation. Neue Modell-Bibliotheken unter anderem zur Modellierung von Bowdenzügen und räumlicher Fahrdynamik sollen es Firmen erleichtern, die Anzahl physischer Prototypen durch zeit- und kostensparende Simulationen zu reduzieren.

Integration von Fertigungstoleranzen, Alterung, Verschleiß und Ausfällen

Im Regelfall werden Systemsimulationen mit Nenndaten (as designed) ausgeführt. Das Verhalten real existierender Maschinen weicht jedoch zum Beispiel durch Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile in gewissem Maß vom Nennverhalten ab. Zusätzlich verändern Alterung und Verschleiß das Verhalten kontinuierlich über die Lebensdauer. Auch Ausfälle oder Fehlfunktionen einzelner Komponenten können einen signifikanten Einfluss auf die Maschine oder Anlage haben. Ob und wie stark sich solche Abweichungen auf das Verhalten der gesamten Maschine auswirken, hängt nicht nur vom konkreten Bauteil, sondern auch erheblich von der Systemarchitektur und dem Zusammenspiel aller Komponenten miteinander ab. Das neue Modul „System Reliability Analysis“ stellt eine nutzerfreundliche Lösung bereit, sowohl diskrete als auch zeitkontinuierliche Fehler systematisch und teilautomatisiert in SimulationX-Modelle zu integrieren. Auf diese Weise lassen sich die Auswirkungen von Fehlern in verschiedenen Szenarien und über beliebige Zeiträume effizient und zuverlässig untersuchen.

1D-Simulation von Fahrzeugsystemen kombiniert mit räumlichen Fahrdynamikmodellen

Das Verhalten des Antriebsstrangs, der Bremsen, der Federung und der Steuerungssysteme (ABS, ESP usw.) eines Fahrzeugs wird von der räumlichen Fahrdynamik beeinflusst. Um kostspielige Nachbesserungen an diesen Fahrzeugsystemen zu vermeiden und neue Fahrzeugmodelle schnell auf den Markt zu bringen, müssen diese Systeme bereits unter realistischen Bedingungen getestet werden, bevor das Fahrzeug als Prototyp verfügbar ist. Seit vielen Jahren in der Entwicklung und dem virtuellen Test solcher Systeme bewährt, enthält SimulationX nun eine Bibliothek mit auf Mehrkörpersystemen basierenden Fahrzeugmodellen, Fahrmanövern und Fahrerverhalten. Damit lässt sich die räumliche Fahrdynamik (translatorische/rotatorische Bewegung und Beschleunigung) virtuell abbilden und deren Wechselwirkung mit 1D-Modellen von Fahrzeugsystemen effizient bewerten. Diese Modelle eignen sich für Echtzeitanwendungen und sind so gestaltet, dass sie mit einem Minimum an Eingangsparametern das Fahrzeugverhalten hinreichend genau abbilden.

Simulation hochpräziser und komplexer Bowdenzüge deutlich beschleunigt

Der Eindruck, Bowdenzüge seien simple Maschinenelemente und haben wenig mit High-Tech zu tun, trügt. Diese Seilzugsysteme sind durchaus komplexe Bauteile und werden für Anwendungen verwendet, die höchste Präzision erfordern. Denkt man zum Beispiel an Endoskope oder Roboter für die Endochirurgie, müssen über Seilzüge hochgenaue Bewegungen und exakt definierte Kräfte übertragen werden. Auch in Autos sind komplexe Bowdenzugsysteme verbaut, die höchsten Anforderungen genügen müssen.

Diese unter wechselnden Randbedingungen zuverlässig zu beherrschen, stellt jedoch eine bisher nur mit hohem Aufwand lösbare Aufgabe dar. So verändern Bowdenzüge ihre Form und Lage, sobald durch sie Kräfte übertragen werden. Kollidiert der Bowdenzug dabei mit seiner Umgebung, kann dies Schäden und unerwünschte Geräusche verursachen. Darüber hinaus führt das von vielen Faktoren abhängige Reibungsverhalten zwischen Kabel und Hülle zu ungewollten Effekten beim Übertragen von Kräften und Bewegungen. Diese Nichtlinearitäten der Spielhysterese stellen Ingenieure besonders bei präzisen Bewegungen, wie sie in der Medizintechnik oder für Schließmechanismen erforderlich sind, vor große Herausforderungen, insbesondere beim Entwickeln der Steuerung. Bisher sind solche Untersuchungen nur mit sehr zeit- und rechenaufwändigen Finite-Elemente-Methoden virtuell durchführbar. Mit dem in SimulationX 4.0 neuen Modul „Bowdenzüge“ lassen sich solche Analysen und Entwicklungsaufgaben in deutlich kürzerer Zeit mit handelsüblichen Desktop-Computern durchführen. Hierbei ist die Simulation nicht auf den bloßen Bowdenzug beschränkt, sondern bezieht die Umgebung, die An- und Abtriebe sowie die Steuerung mit ein.

Unter www.simulationx.de/4-0 findet sich eine ausführliche Beschreibung weiterer Neuerungen in SimulationX 4.0.

Bild: Die ESI Group, Spezialist für Virtual-Prototyping-Software und -Dienstleistungen, veröffentlicht SimulationX 4.0, die neue Version der Softwareplattform für dynamische Systemsimulation. Nun lassen sich Fertigungstoleranzen, Alterung, Verschleiß und Komponentenausfälle systematisch in die Systemmodelle integrieren. 

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