NUMERISCHE SIMULATIONIM ARMATURENBAU

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MERKLE & PARTNER wurde 1989 als eines der ersten Dienstleistungsunternehmen im CAE-Bereich in Deutschland gegründet.Heute bearbeiten rund 50 Mitarbeiter an den Standorten Heidenheim, Hamburg undIngolstadt über 500 Projekte im Jahr.MERKLE & PARTNER ist damit führend im Bereich ingenieurwissenschaftlicherBerechnungen und Simulationen.

Wir berechnen alle Aufgabenstellungen im Bereich Strukturmechanik, Strömungs-mechanik, Mehrkörpersimulation,Bauteiloptimierung u.v.m.

Zudem entwickeln wir virtuell neue Produkte und begleiten Entwicklungsprozesse von der ersten Idee bis zum funktionstüchtigen Endprodukt.

Wir liefern, was wir versprechen! Mit unserer langjährigen Erfahrung undder erforderlichen Hard- und Softwaregarantieren wir Ihnen höchsten Einsatzund beste Ergebnisse.

MERKLE & PARTNERSeit mehr als 20 Jahren ein zuverlässiger Partner für ingenieurwissenschaftliche Berechnungen und Simulationen

Strukturanalyse

Strömungsmechanik

Virtuelle Produktentwicklung und Konstruktion

Bauteiloptimierung

Schadensanalyse

Methodenentwicklung

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Anhand der Simulation können potenzielle Produkte in Form von virtuellenPrototypen auf Funktionalität, physikalische Eigenschaften und späteresEinsatzverhalten hin untersucht werden.

Die traditionelle Produktentwicklung hat zur Folge, dass Prototypen gebautund Versuche durchgeführt werden müssen. Tatsächliche Produkteigenschaftenkönnen so vorab nicht erkannt werden. Durch ein „try-and-error“-Vorgehentreten Probleme oftmals erst nach der Markteinführung auf, wodurch hoheKosten entstehen.

Die Vorteile der Simulation liegen in ihrer Schnelligkeit und Kosteneffektivität. Zudem liefern die virtuellen Prototypen einen weitaus höheren Detaillierungsgrad an Informationen, als es ein realer Versuch je leisten könnte.

Alle Vorteile auf einen Blick:

Warum Simulation?

für eine Vielzahl technischer Aufgabenstellungen einsetzbarSchnelligkeit (durch virtuelle Prototypen)RisikominimierungVerkürzung von EntwicklungszeitenKostenersparnisgrafische Visualisierung von BerechnungsergebnissenTests neuer Entwurfskonzepte möglichParameterstudien„was-wäre-wenn“-Studien

Auslegung

Geometriemodell

Prototyp

Versuch

Optimierung

OH

NE

SIM

ULAT

ION

Auslegung

Geometriemodell

Prototyp

Versuch

Optimierung

Simulation

Voroptimierung

MIT

SIM

ULAT

ION

+++++++++

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KERNKOMPETENZ STRUKTURMECHANIKF I N I T E E L E M E N T E M E T H O D E

Anwendungsgebiete

» Beulen » lineares Beulen nach Euler » nicht-lineares Beulen » Verzweigungsbeulen » elastoplastisches Beulen» Dynamik / Schwingung » Modalanalyse (Eigenfrequenzbestimmung) » Frequenzganganalyse » Zufallsanalyse » harmonische Antwort » Stoßanalyse » Spektralanalyse» Erdbeben-Simulation» Festigkeit (linear und nicht-linear)» FSI Fluid-Struktur-Kopplung» Gummi- und Dichtungsberechnung» Kontakt (mit und ohne Reibung)» Kunststoff-Berechnungen» Kurzzeitdynamik » Crash » Drop-Test » Containment

» Lebensdaueruntersuchung » High-Cycle Fatigue » Low-Cycle Fatigue» Plastizität » idealplastisches Verhalten » Spannungs-Dehnungs-Abhängigkeiten » Verfestigung » zyklische Plastizität» thermische Aufgabenstellungen » stationär » instationär » linear » nicht-linear » Strahlung » Thermoelastizität » Thermoplastizität » Kriechen» Thermoschock

Das Hauptaufgabengebiet der Strukturmechanik ist die Berechnung, Simulation undOptimierung von Bauteilen und komplexen Baugruppen zurErmittlung von physikalischenEigenschaften (Kräfte,Spannungen, Verformungen).Die Aufgabenstellungenkommen dabei aus denunterschiedlichsten Branchen.

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KERNKOMPETENZ STRÖMUNGSMECHANIKC O M P U T A T I O N A L F L U I D D Y N A M I C S

Anwendungsgebiete

» stationäre / instationäre Strömungen» laminare / turbulente Strömungen» Strömungen mit Wärmeübergang Wärmeleitung, Konvektion, Strahlung

Branchen

Elektronik

Energie-erzeugung

Pumpen &Turbo-

maschinen

Luftfahrt

Automobil-industrie Chemie &

Verfahrens-technik

» Strömungen mit chem. Reaktionen» Mehrphasenströmungen Flüssigkeit-Gas-Gemische Nicht-Newtonsche Fluide partikelbehaftete Strömungen

» Strömungsmaschinen Gebläse / Ventilatoren

» bewegte Gitter

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FEM-ANALYSE EINES KLAPPENVENTILSD R U C K - U N D B E S C H L E U N I G U N G S L A S T E N / V I B R A T I O N / S C H O C K / E I G E N M O D E N

• Ermittlung strukturmechanischer Belastungen

• Nachweis nach internationalen Normen z.B. russische Norm „GOST“

Unsere Leistungeni

Druck- und Beschleunigungslasten

Vibration

Geometrie

Vibration

Eigenmoden

Mit freundlicher Genehmigung von Leusch GmbH Industriearmaturen

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OPTIMIERUNG EINER BADEWANNENARMATURS T R Ö M U N G S - / T E M P E R A T U R V E R T E I L U N G , V O L U M E N S T R O M

• Bestimmung der Förderwerte (z.B. Durch- flussmenge, Druckdifferenzen)

• Ermittlung der Strömungs- und Temperatur- verteilung sowie Mischvorgänge

• Geometrieoptimierung (z.B. hinsichtlich des max. Volumenstroms)

Unsere Leistungeni

Strömungs- und Temperaturverteilung

Optimierung des VolumenstromsVa

r. 00

Var.

01

Var.

02

Var.

03

Var.

04

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CFD-ANALYSE EINES SYSTEMTRENNERSD R U C K B E A N S P R U C H U N G D E R B A U T E I L E / D R U C K D I F F E R E N Z E N

• Ermittlung der Druckdifferenzen innerhalb des Systemtrenners

• Beanspruchung der Bauteile aufgrund der Strömung

• Ermittlung der Druckdifferenz bei verschiedenen Volumenströmen oder Ventilstellungen

Unsere Leistungeni

Druckdifferenz im Systemtrenner

Druckbeanspruchung der Ventile

Druckdifferenz bei verschiedenen Volumenströmen

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Durchfluss [m³/h]

Diffe

renz

druc

k [b

ar]

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KAVITATIONSANALYSE EINES SCHIEBEVENTILSD R U C K D I F F E R E N Z E N / K A V I T A T I O N S G E F Ä H R D E T E B E R E I C H E

• Aufzeigen von Bereichen mit Kavitationsgefahr

• Analyse des statischen und totalen Drucks

• Ermittlung von kV-Werten

Unsere Leistungeni

Bereiche mit Kavitation

Strömung mit Stromlinien

statischer Druck < Verdampfungsdruck

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1D-SIMULATION EINER MASSENSTROMREGELUNG

R E G E L U N G Ü B E R D I E L A M E L L E N S T E L L U N G

• Entwicklung von 1D-Modellen für verschiedene Aufgabenstellungen

Unsere Leistungeni

BEI KFZ-AUSSTRÖMERN

Massen-strom

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

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Mas

sens

trom

[kg/

s]

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Zeit [s]

10,00

8,00

6,00

4,00

2,00

KFZ-AusströmerLamellen

1D-Modell: Regelung des Massenstroms

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STRÖMUNGSMECHANIK IM AUTOMOBILBAU

• Aeroakustik

• Innenraumklimatisierung

• Scheinwerfer-Simulation

• De-Icing

• Außenaerodynamik

Unsere Leistungen für die Automobilindustrie

• Strömungsberechnung

im Motorraum

• Turbolader-Optimierung

• 1D-Simulation

• Softwareunterstützte

Kanaloptimierung

• Freibewitterung

• Ventildurchströmung

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SOFTWARE-TOOLSÜ B E R S I C H T D E R E I N G E S E T Z T E N S O F T W A R E - T O O L S

CATIAPRO/ENGINEERUG(NX)INVENTOR/AUTOCAD

ABAQUSANSYSNASTRAN

FESTIGKEIT/TEMPERATUR

ABAQUS explizitLS-DYNARADIOSS

CRASH/DROPTEST/EXPLOSION

MAXWELL

ELEKTROMAGNETISMUS

CAD

AUTOFORMPAM-STAMP

TIEFZIEHSIMULATION

MATLAB / SIMULINKMATHEMATICAMDESIGN

TECHNISCHE BERECHNUNGEN

STAR-CCM+CFXFLUENTOPENFOAMVECTISMGLETTOSCAKULIRADTHERMAURAICEM CFDANSA

ADAMS

MEHRKÖRPERSIMULATION

SYSWELD

MATERIALUMWANDLUNG

OPTISTRUCTOPTISLANG

OPTIMIERUNG

ANSAENSIGHTHYPERWORKS

PRE-/POST PROCESSOR

FEMFAT

LEBENSDAUER

CADMOLD

SPRITZGUSS-SIMULATION

STAR-CD

STRÖMUNGSMECHANIK

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REFERENZKUNDENG E M E I N S A M I D E E N V E R W I R K L I C H E N

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• AUDI AG

• BERU Electronics GmbH

• BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH

• Cofely Refrigeration GmbH

• DAIMLER AG

• DIEFFENBACHER GmbH

• Dr. Schneider Kunststoffwerke GmbH

• EADS Deutschland GmbH

• ETIMEX Technical Components GmbH

• General Dynamics European Land Sys. Germany GmbH

• Handtmann-Systemtechnik GmbH & Co. KG

• INA-Schaeffler KG

• Johnson Matthey Catalysts GmbH

• Kayser-Threde GmbH

• KLAUS Multiparking GmbH

• KSB AG

• Leuze electronic GmbH & Co. KG

• MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG

• MAN Diesel SE

• NuCellSys GmbH

• Pollrich Ventilatoren GmbH

• Quattro GmbH

• RENK AG

• Robert Bosch GmbH

• Robert Bürkle GmbH

• Rütschi Fluid AG

• Thales Electron Devices GmbH

• Trützschler Nonwovens GmbH

• VOITH Turbo GmbH & Co. KG

• Volkswagen AG

... und viele weitere Unternehmen.

MERKLE & PARTNER GbRIngenieurbürofür Strukturanalyse, FEM, CFD

Friedrichstr. 189518 Heidenheim

Tel. +49 (0)7321 9343-0Fax +49 (0)7321 9343-20

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