Die Simulation und Visualisierung der Auswirkung von Belastungen

Ein wichtiges Einsparpotential in der FEM gestützten Produktentwicklung besteht in der Möglichkeit, das zu entwickelnde Bauteil unterschiedlichsten Belastungen auszusetzen. So lassen sich Versagenskriterien ermitteln und konstruktive Maßnahmen zur Verbesserung vor- nehmen. Der Bedarfslage entsprechend, lassen sich die Ergebnisse unterschiedlich darstellen.

Die farbig gekennzeichneten Bereiche geben Auskunft darüber, wo es unter bestimmten Belastungen zur Verformung bzw. zur Zerstörung des Bauteiles kommen würde. Sie zeigen dabei aber auch Potentiale zur Materialeinsparung auf.

Durch geschicktes Abstimmen beider Aspekte lassen sich Bauteile realisieren, die das Optimum an Festigkeit mit einem Minimum an Materialeinsatz verbinden.

Mit Hilfe der FEM-Analyse lassen sich Erkenntnisse gewinnen über

- Spannungen
- Verschiebung
- Schwingungen
- Temperaturverteilungen
- thermische Einwirkungen
- elastisches Materialverhalten

Der Verlauf einer FEM-Analyse

Phase 1: Basierend auf der Projekt- beschreibung entsteht ein 3-D-Modell, das dem Anforderungsprofil des ge- planten Bauteiles in Bezug auf Größe, Funktion und zu verwendenden Material Rechnung trägt. Ein im An- schluss generiertes finites Element- netz gliedert das Bauteil in kleinste Einheiten.

Phase 2: Mit Hilfe der FEM-Analyse werden physikalische Einflüsse auf das Bauteil simuliert. Dabei auf- tretende Veränderungen lassen sich direkt am Modell ablesen.

Phase 3: Auf der Basis der ge- wonnenen Erkenntnisse wird die Konstruktion optimiert. Das 3-D- Modell wird entsprechend angepasst. Die im Anschluss durchzuführende FEM-Analyse macht die Auswirkung der vorgenommenen Veränderung sichtbar.