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www.siemens.com/plm/nxcae
NX FOR SIMULATION
Moderne Simulationslösungen für fundiertere Produktentscheidungen
www.siemens.com/plm
Herausforderungen
an die Simulation
„80 % der Zeit, die ein Ingenieur Siemens versteht Ihre Herausforderungen zu verstehen und zu meistern, ist die
für die Simulation eines Systems beim Einsatz von Simulationswerkzeugen. wesentliche Herausforderung, um die
oder eines Teils davon benötigt, Die Anforderungen an die Industrie, die Funktion eines Produkts abzusichern.
wird für die Modellerstellung Entwicklungszeiten zu verkürzen und
aufgewendet.“ gleichzeitig die Qualität zu verbessern, Komplexe Prozesse und nicht
Autosim Consortium machen den zunehmenden Einsatz von verknüpfte Werkzeuge
Simulationsmethoden im gesamten Heutige Simulationswerkzeuge
„Das Problem ist also nicht, Produktlebenszyklus erforderlich. Aber wurden in der Regel nur für eine
dass der Rechenlauf 6 Stunden können Sie auch wirklich schnell genug Berechnungsdisziplin entwickelt.
lang dauert, sondern wie Simulationsergebnisse erzielen, um Daher müssen Berechnungsingenieure
Sie das Geometrie- und wichtige Konstruktionsentscheidungen viele unterschiedliche Werkzeuge und
Simulationsmodell schnell zu beeinflussen? Anwenderoberflächen beherrschen.
genug erstellen können, sodass Des Weiteren haben die Ein- und
die Laufzeit von 6 Stunden Simulationsergebnisse liegen zu spät vor Ausgabedateien dieser Werkzeuge
nicht länger ausschlaggebend Führungskräfte in Unternehmen bemängeln unterschiedliche Formate. So wird es
ist. Wenn allein schon die häufig, dass der computergestützte für Berechnungsingenieure schwer bis
Vorbereitungsarbeiten 6 Entwicklungsprozess (CAE) zu lange dauert, unmöglich, Multiphysik-Simulationen
Wochen in Anspruch nehmen, die Ergebnisse meist zu spät vorliegen oder effizient und genau durchzuführen.
sind 6 Stunden Rechenzeit die neuesten Konstruktionsänderungen Das Arbeiten mit verschiedenen,
irrelevant.“ nicht berücksichtigen. Daher führen nicht aufeinander abgestimmten
Konstruktionsänderungen, die auf Simulationswerkzeugen führt zu einem
Leitender Angestellter der Luft- und
Simulationsergebnissen beruhen, häufig zu sehr hohen Aufwand für Modellerstellung
Raumfahrtbranche
teuren Änderungsaufträgen nach Abschluss und -pflege sowie für das Management
der Konstruktionsphase. des Simulationsprozesses. Echtes und
tiefgehendes Verständnis über die
Herausforderungen bei der Simulation funktionalen Zusammenhänge eines
unter realistischen Bedingungen konstruktiven Entwurfs kann kaum
Bei der Absicherung eines Entwurfs mit erlangt werden.
Simulationsmethoden muss der Ingenieur
der Tatsache Rechnung tragen, dass Verlust von Simulations-Know-how
unterschiedliche physikalische Einflüsse und mangelhaftes Nachvollziehen
das Ergebnis beeinflussen. Das sind vorausgegangener Entscheidungen
beispielsweise dynamisches Verhalten, Ein Großteil des unternehmensinternen
die Thermodynamik, die Strömung, Know-hows und der Erfahrung im
nichtlineares Materialverhalten und Bereich der Simulation befindet sich in
kinematische Zusammenhänge. Die den Köpfen der Berechnungsingenieure.
mechanische Funktion eines Produkts kann Verlassen Berechnungsingenieure
beispielsweise durch Temperatureffekte dann das Unternehmen, gehen die
beeinflusst werden. Reglereingriffe Erfahrung und das Know-how zusammen
können unerwartet Eigenschwingungen mit den Berechnungsingenieuren
in kritische Bereiche verschieben. Diese verloren. Des Weiteren werden die
multi-physikalischen Abhängigkeiten Simulationsdaten nicht auf dieselbe
methodische Art und Weise verwaltet,
wie alle anderen Daten im Verlauf
Herausforderungen im des Produktentstehungsprozesses.
Produktentstehungsprozess
Die Simulationsdaten befinden sich
Zu spät erkannte Probleme 47 %
oftmals lokal auf der Festplatte des
Abstimmung von Kosten, Berechnungsingenieurs. Nur der
Leistungsfähigkeit und Qualität 41 % Berechnungsingenieur selbst weiß,
welche Datei die aktuelle Version
Häufige Konstruktionsänderungen 36 % enthält und welche Annahmen
Vorhersage des Produktverhaltens unter
und Entscheidungen der jeweiligen
realistischen Bedingungen 28 % Prozentsatz an Simulation zugrunde liegen.
Befragten (n = 157)
Quelle: Aberdeen Group
Fehlende Mitarbeiter und Expertise 24 %
April 2010
0% 10 % 20 % 30 % 40 % 50 %
2
Vorteil von
NX for Simulation
Ursprung und Vision der Siemens Simulations-Lösung Anforderungsmanagements und automatisch erzeugter
Unser Anspruch ist es, Simulationslösungen Berichte lässt sich schnell beurteilen, ob ein Produktentwurf
bereitzustellen, die als integrierter Bestandteil den die Spezifikationen erfüllt.
Produktentstehungsprozess und den Produktlebenszyklus
wesentlich unterstützen. Niedrigere Gesamtkosten bei der Produktentwicklung
Schnellere Simulationsprozesse bedeuten, dass die
Siemens PLM Software baut bei der Umsetzung dieser Analyseergebnisse zu einem früheren Zeitpunkt
Vision auf über 40 Jahre Erfahrung bei der Entwicklung von in die Konstruktion einfließen. Kostenintensive
CAD- und Simulationssoftware, die auf vertrauten Marken Konstruktionsänderungen können dadurch reduziert
wie Nastran und SDRC I-deas® beruht. Siemens hat die werden. Der Abgleich zwischen Simulation und Versuch
Technologien aus dieser langen Simulationsgeschichte sorgt für mehr Vertrauen in Ihre Simulationsergebnisse,
gestärkt und erweitert und in der NX™ CAE-Software sodass Sie die Zahl kostenintensiver Prototypen
zusammengeführt. verringern können.
Eine moderne Simulations-Umgebung Ihr Nutzen
NX for Simulation unterstützt Sie unmittelbar bei der Mit NX for Simulation können Sie alle diese Vorteile durch
Bewältigung Ihrer Simulationsaufgaben durch eine die Integration folgender Bausteine nutzen:
moderne und vollständig integrierte Arbeitsumgebung, die • Leistungsstarke Werkzeuge für Geometriebearbeitung (NX
Ihnen erhebliche Vorteile bietet. NX for Simulation kann CAD, Synchronous Technology) und Modellerstellung
ohne NX CAD als eigenständiger Pre- und Postprozessor • Disziplinübergreifende Simulation und Optimierung
mit Unterstützung von Multi-CAD-Geometrien eingesetzt • Simulation auf Systemebene
werden. NX for Simulation bietet zusätzliche Vorteile, wenn • Anforderungsmanagement und Berichtswesen mittels
es integriert innerhalb des Gesamtsystems NX genutzt wird, HD-PLM für fundiertere Entscheidungen
beispielsweise wenn der nahtlose Datentransfer zwischen
Konstruktion und Simulation genutzt wird.
Verkürzen des Simulationsprozesses um bis zu 70 Prozent SDRC UGS SIEMENS
Die produktive Simulationsumgebung beschleunigt Ihren
gesamten Produktentstehungsprozess, sodass Sie Ihre I-deas NX CAE
Produkte schneller auf den Markt bringen können. Effizientere
Simulationsprozesse führen auch zu mehr Innovation,
denn sie ermöglichen mehr Optimierungsschleifen
zwischen Konstruktion und Berechnung. Eine Vielzahl von NX Nastran
Konstruktionsalternativen kann überprüft werden, um
wichtige Konstruktionsentscheidungen zu einem früheren
Zeitpunkt zu treffen. MSC Nastran
Verbesserung der Produktqualität
Weil es einfacher geworden ist, unter realistischen
Bedingungen zu simulieren, erhalten Sie besserer
Vorhersagen, wie sich Ihr Produkt tatsächlich verhält.
NX for Simulation erleichtert es Ihnen die unterschiedlichen
Anforderungen hinsichtlich Kosten, Qualität und
Leistungsfähigkeit zu berücksichtigen, um so robustere
Produkte zu entwickeln. Mithilfe des integrierten
3
Modernste
Werkzeuge für
Modellierung und
Vernetzung
„Bei den NX-Modellierungs- Durch NX for Simulation wird der Für die 2D-Schalenvernetzung stehen
und -Vernetzungsfunktionen Zeitaufwand für die Vorbereitung alle gängigen Vernetzungsoptionen
handelt es sich um ein äußerst Ihrer Berechnungsmodelle ganz zur Verfügung (mapped meshes,
leistungsstarkes Werkzeug. Sie erheblich reduziert. NX bietet swept meshes, quad-only meshes).
ermöglichen uns die schnelle moderne Vernetzungswerkzeuge, Die Vernetzung kann sehr flexibel
Optimierung unserer Entwürfe Einstellmöglichkeiten für beeinflusst werden.
bei geringen Kosten.“ Randbedingungen und Lasten sowie
Mark Dodd Solver-Schnittstellen, die erfahrene 3D-Vernetzung
Leiter Zentrale Forschung Berechnungsexperten für die Mit NX for Simulation steht Ihnen einer
KEF Durchführung von High-End Analysen des besten Tetraeder-Vernetzer zur
erwarten. Aber was NX CAE von all den Verfügung. Das System erkennt zudem
anderen Preprozessoren unterscheidet, automatisch Bereiche, die mit Hexaedern
ist die Art und Weise, wie auf Basis eines vernetzt werden können, und nutzt auf
gemeinsamen Datenmodells Geometrien Wunsch diese Elemente. Tetraeder- und
intuitiv zugänglich sind und wie die Hexaedernetze können automatisch
Assoziativität zwischen Simulationsmodell mithilfe von Pyramidenelementen oder
und Multi-CAD-Daten genutzt werden der Glueing-Methode verbunden werden.
kann. Diese enge Verknüpfung eines
leistungsstarken Geometriekerns mit Lasten und Randbedingungen
robusten Modellierungswerkzeugen NX for Simulation bietet umfassende
ist Ihr Schlüssel zur Verkürzung Ihres Funktionen zur Definition von Lasten
Simulationsprozesses im Vergleich zu und Randbedingungen, um realistische
herkömmlichen Programmen. Betriebsbedingungen aufzuzeigen. Lasten
und Einspannungsbedingungen werden
Umfassende Werkzeuge für direkt mit der Geometrie assoziiert.
die Vernetzung Die Vernetzung wird anschließend
NX for Simulation beinhaltet entsprechend gesteuert. Der Bezug der
umfangreiche Funktionen für physikalischen Bedingungen direkt auf
die automatische und manuelle Gitterelemente und Knoten ist weiterhin
Netzgenerierung mit 1D-, 2D- und möglich. Für Geometrien definierte Lasten
3D-Elementen sowie für die Definition und Einspannungsbedingungen sorgen
von Lasten und Randbedingungen. außerdem dafür, dass Elementknoten
während der automatischen Vernetzung
Generieren von 1D- und Balkenelementen an Stellen mit Belastungen platziert werden.
Erstellen Sie 1D-Elemente wie
Schweißpunkte, Schraub- und starre Multi-CAE-Umgebungen
Verbindungen ganz einfach mithilfe Das Pre- und Post-Prozessing innerhalb
von NX for Simulation. Eigenschaften von NX for Simulation unterstützt alle
von Balkenelementen können ganz Berechnungsdisziplinen, die Ihnen in
einfach aus einem Standardsatz an NX zur Verfügung stehen (Struktur- und
Querschnitten gewählt oder direkt aus der Strömungsmechanik sowie Kinematik).
CAD-Geometrie definiert übernommen Des Weiteren unterstützt NX for
werden. Das vereinfacht die Definition Simulation Lösungen wie MSC Nastran,
von Balkenelementen ganz erheblich. Abaqus, Ansys und LS-Dyna. Diese
Schnittstellen sprechen die Sprache
2D-Schalenvernetzung der jeweiligen Lösungen, sodass
Schalennetze werden für die Modellierung Ingenieure nicht umlernen müssen,
dünnwandiger Teile verwendet und wenn entsprechende Modelle in NX for
basieren oft auf Mittelflächenmodellen. Simulatiuon erzeugt werden.
4
4
„Durch NX ist Simulation
ein integraler
Bestandteil des
Konstruktionsprozesses.
Vernetzen, rechnen,
auswerten: Es ist alles
integriert; und das
macht diesen Ansatz
praktikabel.“
Paul Crooks
Leiter Konstruktion
Wirth Research
Konstruktion Modellerstellung Rechnen Auswerten
Konstruktion Modeller- Rechnen Auswerten
stellung
NX for Simulation reduziert den Zeitbedarf für die
Modellerstellung um bis zu 70 %.
5Effiziente
Geometriemodellierung:
Ihr Schlüssel zum Erfolg
„Der geschäftliche Nutzen NX for Simulation verfügt Assoziativität zwischen
durch den Einsatz von NX über die gleichen führenden Berechnungsmodell und Geometrie
for Simulation ist gewaltig Geometriemodellierungswerkzeuge Die bearbeitete Geometrie, das erstellte
und unbestreitbar. Unsere wie NX. Die Integration leistungsstarker Gitter und das fertige Simulationsmodell
Produktivität und die Effizient Geometriemodellierungs- und Pre- sind mit der Basiskonstruktion
im Entwicklungsprozess stiegen Prozessing-Werkzeuge liefert dem assoziativ verknüpft. Ändert sich die
weit über das erwartete Maß Berechnungsingenieur enormen Nutzen. Basiskonstruktion, aktualisiert NX bei
hinaus, die Entwicklungskosten Bedarf das für die Simulation aufbereitete
sanken dramatisch. Wir Synchronous Technology revolutioniert Geometriemodell, das Gitter und
drehen weniger Schleifen. Und die Geometriebearbeitung das komplette Simulationsmodell.
mit jedem einzelnen Schritt NX for Simulation verfügt mit der Der Berechnungsingenieur muss das
erzielen wir bessere Ergebnisse Synchronous Technology von Siemens Berechnungsmodell nicht mehr manuell
und sparen gleichzeitg Geld.“ über Werkzeuge, um Geometrien direkt anpassen. Dadurch reduziert sich die
und historienfrei zu manipulieren (Direct Bearbeitungszeit für Geometrievarianten
Darren Davies
Modeling). Berechnungsingenieure können erheblich und führt letztlich zu massiven
Entwicklungsleiter
Wirth Research damit Geometrien schnell und intuitiv Kosteneinsparungen im Laufe eines
bearbeiten, was in herkömmlichen CAE- Entwicklungsprojekts.
Preprozessoren oder featurebasierten
CAD-Systemen nicht möglich ist. Diese Multi-CAD-Unterstützung
Technik ist auf Geometrien aus jeder NX for Simulation unterstützt CAD-
beliebigen Quelle anwendbar. Die Geometrie aus zahlreichen Quellen.
Berechnungsingenieure können sie nutzen, Alle Funktionen, die Synchronous
um Geometrien zu vereinfachen oder zu Technology zur direkten Bearbeitung
ändern, um Konstruktionsalternativen für von Geometrien zur Verfügung stellt,
„What-if“-Analysen zu generieren oder können genutzt werden. Die Assoziativität
um Strömungsvolumen zu extrahieren. von Berechnungsmodellen kann sogar
Und das in einer Geschwindigkeit, die bei importierter Geometrie beibehalten
Maßstäbe setzt. werden. NX for Simulation erkennt,
welche Teile der importierten Geometrie
Vereinfachen und idealisieren geändert wurden, und aktualisiert das
von Geometrien Berechnungsmodell entsprechend. Zu
Geometriemerkmale wie kleine Bohrungen, den von NX for Simulation unterstützten
Stufen oder Splitterflächen mindern Geometrieformaten zählen : NX, CATIA
die Vernetzungsgeschwindigkeit und V4 und V5, Pro/Engineer, Solid Edge®-
-qualität, beeinflussen aber oft kaum die Software, SolidWorks, Parasolid®-Software,
Aussagekraft einer Simulation. Mit NX for ACIS, IGES, STEP und das JT™-Datenformat.
Simulation nutzen Berechnungsingenieure
Synchronous Technology, um Geometrien in Geometrie für kinematische Analysen
nur einem Bruchteil der Zeit zu bereinigen, Auch für kinematische Analysen
die sonst dafür mit herkömmlichen CAE- innerhalb von NX for Simulation
Tools erforderlich wäre. Weitere Werkzeuge werden die Geometriefunktionalitäten
zur Idealisierung der Geometrie: von NX genutzt, um automatisch
• Wiederherstellung und Reparatur von CAD-Baugruppen in Bewegungsmodelle
Geometrien mit Lücken und anderen zu überführen. Zwangsbedingungen
Datenungenauigkeiten innerhalb von Baugruppen werden
• Mittelflächenerstellung ausgehend von in entsprechende Gelenke und
dünnwandigen Volumenkörpern Verbindungen konvertiert, die die
• Teilen und untergliedern von Körpern, verschiedenen als starr definierten
um besser handhabbare Geometrien zu Bauteile verknüpfen.
erzeugen
• Teilen oder Verschmelzen von Flächen
und Kanten zur besseren Kontrolle für
6
die Vernetzung„Wenn aus
Simulationsergebnissen
Konstruktionsänderungen
folgen, können wir
diese mithilfe von
Synchronous Technology
effizient umsetzen.
Die Neuvernetzung ist
ein Kinderspiel und
ermöglicht extrem kurze
Konstruktionszyklen.“
Jerry Baffa
Projektingenieur
Forschungsabteilung
Damen Shipyards Group
7Disziplinübergreifende
Simulation und
Optimierung
„Wir arbeiteten mit Siemens Die Tatsache, dass oft und für die Aufgaben aus der
PLM Software an einem Simulationsprogramme verschiedener Aeroelastizität. NX Nastran wird auf
Simulationsprojekt, das Hersteller im Einsatz sind, verursacht Expertenniveau eingesetzt. Über speziell
wir mit unseren vorherigen zusätzliche Kosten und steigert die angepasste, reduzierte Nutzermodi
Simulations-Werkzeugen nicht Komplexität, da es für jedes Programm wird NX for Simulation und NX Nastran
hätten durchführen können. Die eine eigene Anwenderoberfläche und zunehmend in der Konstruktion
Analyse wurde in Rekordzeit eigene Arbeitsabläufe gibt. Für die eingesetzt. Das sorgt für konsistente
abgeschlossen. Das Projekt korrekte Bewertung der Leistungsfähigkeit Ergebnisse.
nahm nur zwei Tage Zeit in eines Produkts sind interdisziplinäre
Anspruch. Früher hätten wir Analysen notwendig. Diese werden jedoch Einfachere gekoppelte
hierfür fünf Tage benötigt.“ erschwert, weil inkompatible Modelle und physikalische Analysen
Jack Webb manueller Datentransfer zusätzlich Zeit in NX for Simulation vereinfacht
Berechnungsingenieur Anspruch nehmen und fehleranfällig sind. die Durchführung gekoppelter
Delphi physikalischer Analysen. Durch die
Eine integrierte Umgebung integrierte Modellierungsumgebung
NX for Simulation reduziert diese müssen keine fehleranfälligen,
Komplexität durch umfassende und manuellen Datenverknüpfungen mehr
multifunktionale Analysefunktionen durchgeführt werden, um gekoppelte
innerhalb einer modernen und physikalische Analysen durchzuführen.
integrierten Simulationsumgebung. Einfachere Arbeitsabläufe bei
Ob Sie Struktur-, Wärme-, Strömungs-, der Durchführung gekoppelter
Bewegungsanalysen oder andere physikalischer Analysen bedeuten,
Berechnungen durchführen, Sie dass Sie mehr Zeit für die Simulation
verbleiben immer innerhalb der gleichen Ihrer Produkte unter realistischeren
Anwenderoberfläche. Sie haben von Bedingungen nutzen können.
überall Zugriff auf ein- und dieselben
grundlegenden Funktionen für Simulationsgesteuerte Entwicklung
Geometriebearbeitung, Vernetzung durch Optimierung
und Modellerstellung. Sie arbeiten immer Aufgrund der Integration von
auf Basis einheitlicher Datenstrukturen Geometriemodellierung und Simulation
und Verwaltungsschemata. NX for bietet NX for Simulation erstmals die
Simulation eignet sich hervorragend erforderlichen Möglichkeiten, damit
als Pre- und Postprozessor für weitere Simulation die Produktentwicklung
Topologieoptimierung für den Entwurf
neuer Kranhaken
Simulationsprogramme wie Abaqus, maßgeblich beeinflusst.
Ansys, LS-Dyna und MSC Nastran. Sie Berechnungsingenieure können
können NX for Simulation daher für alle vorhandene Konstruktionsparameter
Ihre Berechnungsaufgaben nutzen. nutzen oder eigene Parameter definieren.
In den frühen Konstruktionsphasen
Solver für skalierbare Analysen können Ingenieure das Werkzeug
Aufbauend auf NX for Simulation der Topologieoptimierung nutzen,
wird NX Nastran genutzt, um eine um neue Konstruktionskonzepte zu
Vielzahl von strukturmechanischen finden. Diese können dann einfach und
Aufgabenstellungen zu lösen, so zum fertigungsgerecht ausdetailliert werden.
Beispiel für lineare und nichtlineare
Analysen, für Dynamikberechnungen
8„Wir nehmen unser
3D-Modell, klicken
einfach nur auf
eine Schaltfläche
des NX-Bildschirms
und sind in der
Spannungs- und
Dehnungsanalyse.
Wir klicken auf eine
andere Schaltfläche
und befinden uns in
der Verformungs-
analyse. Wir klicken
wiederum auf eine
andere Schaltfläche
und führen Strö-
mungssimulationen
durch. Wir haben
wirklich davon
profitiert, weil
all diese
unterschiedlichen
Analysetools einfach
in unserer
3D-Modellierungs-
Software integriert
sind.“
Jeff Albertsen
Konstrukteur
Adams Golf
9Umfangreiche
Analysefunktionen
Lineare und nichtlineare Thermische Berechnung Bewegungsanalyse
Strukturanalyse • Stationär und transient • Kinematik
• Statische und dynamische • Wärmeleitung, Konvektion • Mehrkörperdynamik
Spannungen und Strahlung • Starre und flexible Körper
• Eigenfrequenzanalysen • Erweiterte Strahlung
• Knicken (Beulen) und Modellierung von Co-Simulation
• „Stress Stiffening“ und „Spin Sonneneinstrahlung • Anbindung an
Softening“ - Veränderung der Regelungssysteme
Steifigkeit durch Spannung Strömungsanalyse (CFD)
und Drehimplus • Stationär und transient Optimierungsanalyse
• Modale Berechnung mit • Laminar und turbulent • Optimierung von Form
Differenzialsteifigkeit • Kompressibel und und Größe
• Dynamische nichtkompressibel • Topologie-Optimierung
Antwortberechnung • Erzwungene, natürliche und • Basierend auf Geometrie und
• Nichtlineare Materialmodelle gemischte Konvektion FE-Vernetzung
• Große Verformung, große • Kondensation • Statistische Versuchsplanung
Dehnung • Bewegungsinduzierte „Design of Experiments“
• Materialverhärtung und Strömung
Kriechen • Transport allgemeiner Skalare Externe Solver-Schnittstellen
• Klebeverbindungen und Verfolgung von Partikeln • NX Nastran
• Knotenkontakt einschließlich • Nicht-Newton‘sche • MSC Nastran
Reibung Flüssigkeiten • Abaqus
• 3D-Flächenkontakt • Rotierende Bezugssysteme • ANSYS
• Berechnung für (Multiple Frames of Reference) • LS-Dyna
Schichtverbundwerkstoffe • Zweiphasenströmung
Test-/Berechnungskorrelation
Dauerfestigkeits-/ Gekoppelte physikalische • Überprüfung der
Ermüdungsanalyse Berechnungen mathematischen Modelle
• Festigkeit und • Strömung/Wärme anhand von Testergebnissen
Ermüdungssicherheit für • Wärme/Struktur von physischen Prototypen
zyklische Belastungen • Strömung/Struktur • Aktualisierung des
(unendliche Lebensdauer) • Bewegung/Struktur FE-Modells – modale und
• Erweiterte Bestimmung FRF-gestützte Methoden
der Lebensdauer und des Materialien
Versagens durch Ermüdung • Elastoplastische
(begrenzte Lebensdauer) Materialmodelle
• Einaxiale und biaxiale • Dichtungsmaterialmodelle
Belastungszyklen • Hyperelastische
• Verwendung linearer und Materialmodellerweiterungen
nichtlinearer Spannungs-/ • Materialmodelle für Fluide
Dehnungs-Ergebnisse aus
FE-Modellen
• Verwendung von Zeitreihen
aus physischen Messungen
1011
Simulation auf
Systemebene
„Ein weiterer Vorteil von Da die Produkte immer komplexer werden, In NX for Simulation können
NX und NX Nastran ist ist die Durchführung von Simulationen mechanische Konstruktionen mithilfe
die Skalierbarkeit. So auf Komponentenebene einfach nicht von Bewegungsanalysen und
können wir unseren ausreichend. NX for Simulation Steuerungssystemen, die in Matlab/
Kunden maßgeschneiderte bietet alle erforderlichen Werkzeuge, Simulink entworfen und simuliert
Funktionalität bieten.“ um komplexe Analysemodelle und wurden, gemeinsam (co-)simuliert
Don Hoogendoorn -Baugruppen effizient zu erstellen und werden. Mithilfe der Co-Simulation wird
Projektingenieur zu verwalten, moderne Simulationen die Bewegungsanalyse durchgeführt
Forschungsabteilung und Co-Simulationen mithilfe von und zeitgleich die Simulation gesteuert,
Damen Shipyards Group Steuerungssystemen durchzuführen, sodass die Ingenieure auf effiziente Art
große Modelle mithilfe der aktuellsten und und Weise herausfinden können, wie
leistungsstärksten Berechnungsmethoden das gesamte System sich in Bezug auf
schnell zu bearbeiten und Funktion und Leistung verhalten wird.
15,00 12,32 Berechnungsergebnisse anhand
Beschleunigung
10,00
1,00 physikalischer Tests zu korrelieren. Hochleistungsberechnungen zur
Lösung komplexer Probleme
5,00 Effizientes FE-Baugruppen-Management Analysemodelle können heutzutage
Mit NX for Simulation können routinemäßig eine Modellgröße von
0,00
Finite-Elemente-Baugruppenmodelle 10 bis 20 Millionen DOF erreichen.
1 2 4 8 16 32 64
auf einzigartige Art und Weise Diese Größe könnte sich innerhalb der
Anzahl der Prozessoren
erstellt werden. Im Gegensatz zu nächsten fünf Jahre verdoppeln. Siemens
NX Nastran parallele Solverleistung: herkömmlichen CAE-Preprozessoren, die entwickelt NX for Simulation und NX
Modell eines Motorblocks: für die Analyse einzelner Komponenten Nastran, um diesen Anforderungen
20 Millionen Freiheitsgrade, entwickelt wurden und bei denen an die Solver immer einen Schritt
3,6 Millionen Knoten,
man umfangreiche monolithische voraus zu sein, damit Sie die immer
Frequenz 0 bis 10.000 Hz,
250 Modi Berechnungsmodelle erstellen muss, umfangreicheren Analysen effizient
wurde NX for Simulation für die Erstellung lösen können. Mithilfe von verteilten
großer FE-Baugruppenmodelle entwickelt, DMP-Prozessen (Distributed Memory
bei denen FE-Komponentenmodelle Parallel) und SMP-Prozessen (Shared
erstellt, wiederverwendet und verbunden Memory Parallel) kann NX for Simulation
werden können (ähnlich wie bei einer Struktur- und Strömungsanalysen um
CAD-Baugruppe). das 10- bis 20-Fache beschleunigen.
Wenn eine FE-Komponente zu Korrelation von
einem späteren Zeitpunkt des Berechnungsergebnissen und
Entwicklungsprozesses aktualisiert physikalischen Tests
wird, aktualisiert NX for Simulation alle Bevor ein Test ersetzt werden kann,
Instanzen dieser Komponente innerhalb müssen Sie beweisen, dass das
der FE-Baugruppe. Es ist nicht länger Berechnungsmodell mit der Realität
erforderlich, eine neue FE-Baugruppe zu übereinstimmt. NX for Simulation
erstellen und mit anderen Baugruppen kann die Simulation quantitativ und
zu verbinden. qualitativ mit den physikalischen,
modalen Testergebnissen vergleichen.
Co-Simulation mithilfe von Auch der Vergleich zweier verschiedener
Steuerungssystemen Simulationen ist möglich. Bei einem
Die heutigen Produkte verfügen oftmals hohen Grad an Übereinstimmung
über zahlreiche Steuerelemente, die bzw. Korrelation zwischen den
elektronisch, hydraulisch oder über eine Analyseergebnissen und den Testdaten
bestimmte Software gesteuert werden. können Sie darauf vertrauen, dass sich
Das Verhalten des Steuerungssystems Funktion und Leistung mithilfe der
beeinflusst das mechanische System Simulation präzise vorhersagen lassen.
und umgekehrt. Deshalb müssen Des Weiteren können Sie die Anzahl an
alle beteiligten Ingenieure diese physikalischen Tests reduzieren.
Wechselwirkungen bei der Entwicklung
ihrer jeweiligen Subsysteme
berücksichtigen.
12HD-PLM für
fundiertere
Entscheidungen
„NX ist eine leistungsstarke HD-PLM ermöglicht fundiertere eingehalten werden können. Die
Software und einer der Entscheidungen zur Entwicklung Projektmanager und andere Personen, die
Marktführer im Bereich der besserer Produkte, denn die Simulation Produktentscheidungen treffen, können
Systeme für die Automatisierung spielt eine entscheidende Rolle beim sich die 3D-Simulationsergebnisse dann
von Entwicklungen.“ Treffen besserer Entscheidungen auf intuitive Art und Weise mithilfe von
B. Galchenko
in der Produktentwicklung. NX for JT, einem einfachen Visualisierungstool,
Konstruktionsdirektor Entwicklung Simulation verbessert die Sichtbarkeit anzeigen lassen.
JSC Aviaagregat wichtiger Simulationsergebnisse, damit
Entscheidungsträger Zugriff auf die Automatisierung der
„Wir verbringen ca. 75 Prozent aktuellsten und präzisesten Informationen Simulationsprozesse
der Simulationszeit mit der bezüglich des Produkts haben. Durch eine Automatisierung
Modellvor- und -aufbereitung. wiederkehrender Prozesse mithilfe von
Mithilfe des durch NX möglichen Für den CAE-Berechnungsingenieur NX Open, der bekannten Lösung für die
Automatisierungsprozesses entwickelte Datenverwaltung Automatisierung und Programmierung
können wir den Zeitaufwand für NX for Simulation lässt sich nahtlos in das in NX, können die CAE-Konstrukteure
die Modellerstellung um ca. 60 gesamte Teamcenter®-Datenmanagement- ihre Produktivität steigern. Mit NX
Prozent reduzieren.“ Portfolio integrieren, einschließlich Open können erfahrene CAE-Anwender
des Moduls für Simulationsdaten- Simulationsprozesse erfassen, bearbeiten,
Patrice Klein
und -prozessmanagement. Das verwalten und veröffentlichen, um damit
Simulations Manager
CAE Analysis Group
Simulationsdaten-Management weniger erfahrenen Konstrukteuren oder
LOHR funktioniert Out-of-The-Box. Unternehmen Ingenieuren bei der Beschleunigung des
können eine umfassendere Umgebung Entwicklungsprozesses zu helfen und
für die Verwaltung von CAE-Daten, dabei die Genauigkeit der Modellierung
Prozessen und Arbeitsabläufen im und der Ergebnisse zu gewährleisten.
Rahmen einer kundenspezifischen
Produktentwicklungsumgebung Eine offene Plattform
implementieren. Durch die Wir wissen, dass Sie oftmals andere
Wiederverwendung bereits bestehender Software-Werkzeuge verwenden
Konstruktionen und vorhandenen müssen, die entweder intern oder
Berechnungswissens wird die Qualität von anderen Anbietern entwickelt
gesteigert. Die Daten werden synchronisiert wurden, um die Antworten zu erhalten,
und sind durch Datenbankauswertungs-, die Sie benötigen, um wichtige
Visualisierungs- und Reporting-Funktionen Entwicklungsentscheidungen treffen
schnell und einfach zu nutzen. zu können. Deshalb handelt es sich bei
NX for Simulation um eine offene und
Verknüpfung der flexible Lösung, mit deren Hilfe Sie diese
Simulationsergebnisse mit den Werkzeuge in Ihre Simulationsprozesse
Produktanforderungen einbinden können. NX for Simulation
Mithilfe von NX for Simulation können unterstützt zahlreiche kommerzielle CAE-
Sie die Simulationsergebnisse direkt Solver über verfügbare Umgebungen.
mit bestimmten Produktanforderungen Alternativ können Sie auch eigene
verknüpfen und die Schnittstellen mit NX Open entwickeln.
Projektverantwortlichen benachrichtigen,
wenn die Anforderungen nicht
13NX for Simulation
Produktportfolio
NX Advanced Simulation – eine NX Flow und NX Advanced Flow
offene, Multi-CAD- und CAE-Solver- Simulation – Ein umfassendes Paket
neutrale Umgebung, die eine zur Strömungssimulation (CFD), die
schnelle Simulation als integralen innerhalb der Umgebung von NX
Bestandteil des Entwicklungsprozesses Advanced Simulation als Zusatzmodule
ermöglicht. Umfangreiche Funktionen zur Verfügung stehen. Für gekoppelte
für die Geometrie-Idealisierung und Strömungs-, Temperatur- und
-Abstraktion unterstützen eine schnelle Strukturanalysen nutzen Sie NX Flow/
Simulation in einer geometrisch Advanced Flow in Kombination mit NX
komplexen Multiphysik-Umgebung. Thermal/Advanced Thermal und NX
Durch einen integrierten NX Nastran- Nastran.
Desktop-Solver haben die Anwender
direkten Zugriff auf umfangreiche NX Thermal und NX Advanced Thermal
Funktionen für die Modellüberprüfung, Simulation – Ein umfassendes Paket
die Strukturoptimierung sowie mit Zusatzmodulen zur thermischen
die Ergebnisanzeige. So können Simulation, das innerhalb der Umgebung
Konstruktionsentscheidungen basierend von NX Advanced Simulation zur
auf realitätsnahen Analysen zu Verhalten Verfügung steht. Für gekoppelte
und Leistung getroffen werden. Strömungs-, Temperatur- und
Strukturanalysen nutzen Sie NX Flow/
NX Advanced FEM – Die Leistung Advanced Flow in Kombination mit NX
und die Funktionen von NX Advanced Thermal/Advanced Thermal und NX
Simulation für Kunden, die einen Nastran.
anderen Solver verwenden möchten
(beinhaltet nicht NX Nastran). NX Electronic Systems Cooling
Simulation – Eine integrierte Lösung
Solver-Umgebungen für Ansys, zur Bewertung des thermischen
Abaqus, LS-Dyna und Nastran – Add- Managements elektronischer Bauteile
ons für NX Advanced FEM, mit deren und Baugruppen sowie elektronischer
Hilfe die Anwenderoberfläche für die Geräte bis hin zu Rechenzentren.
FE-Modellierung und für Analyseprozesse
an die Sprache des ausgewählten NX Space Systems Thermal
FE-Solvers angepasst werden. Simulation – Eine integrierte Lösung
zur Bewertung des thermischen
NX Response Simulation – Eine Managements von Raumfahrtsystemen
interaktive, visuelle Umgebung für die bei orbitalen und interplanetaren
lineare Auswertung der strukturellen Missionen.
dynamischen Antworten eines Systems,
wenn komplexe Lastbedingungen NX Laminate Composites – Eine
vorliegen wie zum Beispiel breitbandige Erweiterung für NX Advanced FEM
Schwingungen, zeittransiente, oder NX Advanced Simulation.
harmonische und Schock-Spektren. Dieses integrierte Zusatzmodul
ist auf einzigartige Art und Weise
maßgeschneidert für die produktive
Konstruktion und Bewertung von
Schichtverbundwerkstoffen.
14NX Topology Optimization – Als NX Design Simulation – Eine
Erweiterung zu NX Advanced Simulation integrierte und anwenderfreundliche
erhältlich. Die Topologie-Optimierung NX-Anwendung, die es den
wird in den frühesten Phasen der Ingenieuren ermöglicht, strukturelle
Entwicklung eingesetzt, um neue Leistungsmerkmale von 3D-Konzepten
Konzepte abzuleiten, die dann den für die Produktkonstruktion zu
Ingenieuren zur weiteren Bearbeitung einem früheren Zeitpunkt des
ganz einfach zur Verfügung gestellt Entwicklungsprozesses schnell und
werden können. einfach zu analysieren.
NX Advanced Durability und NX Nastran – Erhältlich als
NX Durability Wizard – Moderne eigenständige, unternehmensweite
Simulationsprodukte für die Berechnung Lösung oder als nahtlos integrierte
der Betriebsfestigkeit mechanischer Lösung als Kernstück zahlreicher
Komponenten, die zyklischen Lasten NX CAE-Produkte. NX Nastran
ausgesetzt sind. Beide Produkte stellen beinhaltet umfassende Funktionen
Erweiterungen zu den Lösungen NX für die Simulation zahlreicher
Advanced FEM oder NX Advanced Berechnungsdisziplinen und für viele
Simulation dar. Branchen. Siemens hat sich zum Ziel
gesetzt, NX Nastran zur vollständigsten
NX FE Model Correlation und NX FE und leistungsstärksten Lösung für
Model Updating – Ein Zusatzmodul zu die Simulation funktionaler digitaler
NX Advanced FEM oder NX Advanced Prototypen zu machen.
Simulation, das die Simulationsergebnisse
und die Ergebnisse physikalischer Management der Simulationsprozesse
modaler Tests miteinander vergleicht. und -daten mit Teamcenter – Ein
Auch der Vergleich zweier verschiedener CAE-spezifisches Teamcenter-Modul,
Simulationen ist möglich. FE Model das die unternehmensweite Erfassung,
Updating ermöglicht die automatische Wiederverwendung und gemeinsame
Anpassung und Optimierung des Nutzung von Simulationsdaten,
Analysemodells zur Verbesserung CAE-Produktstrukturen und
der hinterlegten Korrelation mit den Simulationsprozessen ermöglicht.
physikalischen modalen Testergebnissen.
NX Motion Simulation, NX Motion
Flexible Body und NX Motion
Control – Eine integrierte Umgebung
für die Bewertung des kinematischen
und dynamischen Verhaltens neuer
Produkte. Die Modelle können
flexible Körper für die gekoppelte
Bewegungs-Strukturanalyse
beinhalten. Co-Simulationen können
durchgeführt werden mithilfe von
Steuerungssystemen, die mit Matlab/
Simulink entwickelt wurden.
15Siemens Industry Software
Deutschland
Siemens Industry Software GmbH & Co. KG
Franz-Geuer-Str. 10
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Siemens PLM Software, ein Geschäftsgebiet von Siemens vorbehalten. Siemens und das Siemens-
Industry Automation, ist ein führender, weltweit tätiger Logo sind eingetragene Warenzeichen der
Anbieter von Product Lifecycle Management- (PLM-) Software Siemens AG. D-Cubed, Femap, Geolus, GO
und zugehörigen Dienstleistungen mit 6,7 Millionen PLM, I-deas, Insight, JT, NX, Parasolid, Solid
Edge, Teamcenter, Tecnomatix und Velocity
lizenzierten Anwendern und mehr als 70.000 Kunden in aller
Series sind Warenzeichen oder eingetragene
Welt. Siemens PLM Software mit Sitz in Plano, Texas, arbeitet Warenzeichen der Siemens Product Lifecycle
eng mit Unternehmen zusammen, um offene Lösungen Management Software Inc. oder ihrer
zu entwickeln, mit denen diese mehr Ideen in erfolgreiche Niederlassungen in den USA und in anderen
Produkte umsetzen können. Weitere Informationen zu den Ländern. Nastran ist ein eingetragenes
Produkten und Services von Siemens PLM Software erhalten Warenzeichen der National Aeronautics
Sie unter www.siemens.com/plm. and Space Administration. Alle anderen
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sind Eigentum der jeweiligen Inhaber.
4153-X12-DE 10/11 LSie können auch lesen
