Script zur LV CAE I-2010

Westsächsische Hochschule Zwickau
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Inhalt
1. Einführung - Rechnergestützte Produktentwicklung 1.1 Ziel der Lehrveranstaltung 1.2 Notwendigkeit für den Einsatz von CAx-Werkzeugen 2. 3. Werkzeuge in der rechnergestützten Produktentwicklung Methodik bei der Arbeit mit CAE-Systemen
8.1 Ansatzfunktion 8.2 Elementsteifigkeitsmatrix 8.3 Numerische Integration 8.4 Hour glassing 8.5 Incompatible Mode Element 9. Singularitäten
9.1 Systemsteifigkeitsmatrix 9.2 Steifigkeitsmatrix singulär 9.3 Elementspannung singulär 9.4 Beispiele 10. Linear elastische Materialdefinitionen 10.1 Spannungs-Dehnungs-Zusammenhang 10.2 Materialdefinition 10.3 Materialdatenbank 11. Literaturempfehlungen und Quellen
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1. Einführung - Rechnergestützte Produktentwicklung
1.1 Ziel der Lehrveranstaltung
Das Ziel der Lehrveranstaltung besteht in dem Kennen- und Anwendenlernen von CAEWerkzeugen für die Produktentwicklung. Schwerpunkt in diesem Semester ist die Methode der Finiten Elemente (FEM) für lineare Strukturberechnungen. Im Mittelpunkt stehen weniger die Lösungsverfahren innerhalb der FEM als vielmehr die Einbindung der Methode in den Produktentwicklungsprozess. Ablauf: - Einführungsvorlesung - Übungsaufgaben (lineare Statik) - Beleg (Spacefram) – lineare Statik Weiterführendes Modul: CAEII (Dynamik, Einführung nichtlineare Statik)
3.1 Aufbau eines CAE-Systems 3.2 Modelldefinition 3.3 Vorgehen beim Erzeugen eines CAE-Modells (Preprozessor) 3.4 Durchführung der Berechnung (Solver) 3.5 Ergebnisauswertung (Postprozessor) 4. FEM – Einführung
5.1 Koordinatensysteme 5.2 Modellierungsschritte 5.3 Allgemeiner Arbeitsablauf zur Erzeugung von Berechnungsmodellen in Abaqus CAE 5.4 Prinzip von St. Venant 6. Konvergenzverhalten
6.1 Allgemein 6.2 H-Konvergenz ( hierarchisch - Erhöhung der Elementzahl) 6.3 P-Konvergenz (Erhöhung des Polynomgrades der Ansatzfunktion) 6.4 R-Konvergenz (Adaptive Netzverfeinerung) 7. Zwangsbedingungen
1.2 Notwendigkeit für den Einsatz von CAx-Werkzeugen
Bild 1: Phasen der Produktentstehung (VDI 2221)
Die Erprobungszeiten für jede Baustufe (Prüfstandsstunden, Fahrstrecke für Prototypenfahrzeuge) sind nur eingeschränkt zu verkürzen, also müssen Baustufen und damit Entwicklungsschleifen an realen Bauteilen reduziert werden. Die Bedeutung der virtuellen Entwicklung wächst.
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Aufgaben von CAx-Werkzeugen liegen dabei in: - Reduzierung von Entwicklungsschleifen - Beanspruchungsgerechte Bauteilauslegung - Kostengünstige Bauteilauslegung (Materialeinsatz) - Variantenuntersuchungen - Vermeidung von Schadensfällen (Gewährleistung) - Betrachtung von im Versuch schwer zugängigen Bereichen - Darstellung von Größenverteilungen über das gesamte Bauteil - Optimierung von Fertigungsverfahren und –prozessen
Lehrmaterial - nur für den hochschulinternen Gebrauch!
16.01.2011
Fakultät Kraftfahrzeugtechnik - Konstruktionstechnik/CAE
Westsächsische Hochschule Zwickau
7.1 Multi-Point-Constraints (MPC) - Linear constraint equations 7.2 Kinematic coupling constraints (Kinematische Kopplung) ≡ RBE2 7.3 Distributing coupling constraints (Verteilte Kopplung) ≡ RBE3
Lehrmaterial - nur für den hochschulinternen Gebrauch!
16.01.2011
Fakultät Kraftfahrzeugtechnik - Konstruktionstechnik/CAE
Westsächsische Hochschule Zwickau
Rechnergestützte Produktentwicklung - CAE I
Lehrunterlagen zum Modul KFT431
Prof. Dr.-Ing Uwe Fischer Stand Januar 2011
Lehrmaterial - nur für den hochschulinternen Gebrauch!
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7.4 Coupling constraints zur Modellierung von Verbindungen 7.5 Constraint – Tie (Band, Fessel) 7.6 Shell-Solid-Kopplung (shell to solid coupling constraints) 7.7 Schweißnahtmodellierung 8. Integrationsmethoden
4.1 Allgemein 4.2 Abaqus CAE 4.3 Konsistente Einheiten in Abaqus 4.4 Elementtypen in Abaqus 4.5 Elementbezeichnungen in Abaqus (Auswahl) 4.6 Knotenfreiheitsgrade (DOF) 4.7 Dateimanagement 5. FEM – Modellgenerierung
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2. Werkzeuge der rechnergestützten Produktentwicklung
- CAD (Computer aided Design) Konstruktionswerkzeuge (CATIA, ProE, SolidEdge, ...) Einbau-, Bauraumuntersuchungen (DMU, 4d-navigator, ...) Konstruktionsdatenverwaltung (Teamcenter, KVS, PDVS, ...) Statistische Toleranzberechnung (Simtol, CETol, ...) - CAE (Computer aided Engineering) Finite Elemente Analyse (ABAQUS, Nastran, Ansys, ...) Crashberechnungen (LSDYNA, ...) Mehrkörpersimulation (ADAMS CAR, ...) Lebensdauerberechnung (FEMFAT, ...) numerische Strömungssimulation CFD (StarCD, Fluent, OpenFoam,...) Akustikberechnungen (Sysnoise, WAVE, ...) Strukturoptimierung (Optistrukt, ...) - CAM (Computer aided Manufacturing) Umform-, Biegesimulation Schweißsimulation Robotersimulation (ROBCAD, ...) - CAQ ...
Lehrmaterial - nur für den hochschulinternen Gebrauch! 16.01.2011 Fakultät Kraftfahrzeugtechnik - Konstruktionstechnik/CAE
Westsächsische Hochschule Zwickau
Bild 2: EntBiblioteka Baiduicklungstendenz der virtuellen Produktentwicklung
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16.01.2011
Fakultät Kraftfahrzeugtechnik - Konstruktionstechnik/CAE