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Virtuelle Prototypen !
NORTEC 2014 22. Jan 2014
All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 1
Simulation in der Produktionstechnik; Motor für Innovationen und
Wirtschaftlichkeit
Dr. Stefan Reul, PRETECH GmbH
Virtuelle Prototypen !
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Diskussionspunkte
» Problemstellung
» Was kann bestimmt werden ?
» Beispiele
» Wirtschaftlichkeit
Virtuelle Prototypen !
Problemstellung» Simulation (< lat:; simulare > vortäuschen):
Früher: Bewusste Vortäuschung von z.B. Krankheiten
Heute: Sammelbegriff für die Abbildung physikalischer/technischer Prozesse oder Systeme
» Herausforderungen bei physikalischen/technischen Simulationen: Simulationen müssen alle relevanten
Einflussparameter enthalten
Für zuverlässige Aussagen/Optimierungenmüssen sie extrapolierbar sein
Bei Optimierungen werden die Parameterderart variiert, dass z.B. ein kostengünstigererProduktions-Schritt erreicht wird
Simulationen experimentieren also an „realen“ virtuellen PrototypenAll rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 3
Virtuelle Prototypen !
Was kann bestimmt werden ?» Simulationen ermöglichen es alle formulierbaren
Größen an jedem beliebigen Ort im Modell zu bestimmen (stationär und zeitabhängig), u.a.: Verschiebungen, Dehnungen, Spannungen,
Lasten (Kräfte/Momente)
Geschwindigkeiten, Beschleunigungen,Frequenzen
Temperaturen, Wärmeströme, Drücke, Strömungskomponenten
Magnetfelder, elektrische Felder
» Bei physikalischen Tests werden wesentlich weniger Größen gemessen; manche Tests sind zu gefährlich bzw. zerstören den Prüfling; realitätsnahe Prüfungen sind sehr aufwändig und zeitintensiv
All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 4
Virtuelle Prototypen !
Beispiel Strömungsmechanik» Filterbank (RWTH Aachen University):
Durchströmung (gleicher Druckabfall in den Filterpaketen) durch unterschiedlich angestellte Leitbleche:
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Virtuelle Prototypen !
» Werkzeugmaschine: Verschiebungen (Fertigungstoleranzen):
Beispiel Maschinensteifigkeit
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Virtuelle Prototypen !
» Blechumformung:
Plastische Dehnungen (zeitabhängig; inkl. Verformungen und Spannungen):
Beispiel Blechumformung
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Virtuelle Prototypen !
» Widerstandschweißen:
Temperaturen (zeitabhängig):
Beispiel Widerstandsschweißen
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Virtuelle Prototypen !
» Rohrbiegen: Verschiebungen (zeitabhängig; inkl. Fertigungskräfte und Spannungen):
Beispiel Umformung
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Virtuelle Prototypen !
» Fahrgeschäft: Bewegungsablauf (mit Ermittlung der Beschleunigungen und der Kräfte in den
Lagern):
Beispiel Bewegungssimulation
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Virtuelle Prototypen !
» Die Gesamtkosten eines Produktes werden in der Entwicklung/Konstruktion bei geringen Kosten stark beeinflusst; dies gilt auch für Rationalisierungen in der Produktion
Wirtschaftlichkeit
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Virtuelle Prototypen !
NORTEC 2014 22. Jan 2014
All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 12
Ich freue mich auf Ihre Diskussionsbeiträge !
Dr. Stefan Reul, PRETECH GmbH