Produktoptimierung mit MODSIM

Modellierung und Simulation spielen eine entscheidende Rolle bei der leistungsgesteuerten Konstruktion, indem sie Ingenieuren die Möglichkeit bieten, virtuelle Darstellungen von Produkten und Systemen zu erstellen, ihr Verhalten zu simulieren sowie ihre Leistungsfähigkeit zu analysieren und zu optimieren. Wir nennen diesen integrierten Modellierungs- und Simulationsansatz „MODSIM“. Ingenieure, die in der frühesten Phase der Produktentwicklung systematische Vorabsimulationen einführen, können die funktionale Leistung über mehrere Bereiche hinweg nachweisen. Da sie dieselben Daten wie die Simulationsanalysten verwenden, verringert dies die Anzahl der Iterationen und unterstützt die enge Zusammenarbeit mit ihnen.

Darüber hinaus untersuchen Ingenieure Konstruktionsalternativen und mögliche Kompromisslösungen, indem sie verschiedene Konstruktionskonfigurationen und -parameter schnell evaluieren. Sie können optimale Lösungen ermitteln, die das richtige Gleichgewicht zwischen Leistung, Kosten, Nachhaltigkeit, Unterstützung der Kreislaufwirtschaft, Herstellbarkeit und anderen Einschränkungen finden. Dieser iterative Ansatz ermöglicht kontinuierliche Verbesserungen und Innovationen, was zu überlegenen Produkten führt, mit denen sich die Konkurrenz auf dem Markt übertreffen lässt.

Darüber hinaus können Ingenieure nachhaltige Prozesse entwickeln, da sie  potenzielle Probleme frühzeitig im Konstruktionsprozess antizipieren und verringern. Durch die Identifizierung potenzieller Fehlerzustände, die Optimierung der Leistungsmerkmale über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg und die systematische Validierung von Konstruktionen anhand von realen Betriebsbedingungen können Ingenieure das Risiko minimieren, dass nach der Bereitstellung des Produkts unerwartete Ausfälle oder Leistungsdefizite auftreten.

CATIA Concept Structure Engineer Visual Scripting > Dassault Systèmes
CATIA Concept Structure Engineer und Visual Scripting

Entwicklung der besten Konstruktion in der Konzeptphase

Weiten Sie den Entwicklungsprozess auf KPI-gesteuerte Konzeptentwicklung aus. Durch einen frühen kollaborativen Konzeptprozess können Konzeptingenieure automatisch Hunderte von innovativen Strukturdesigns untersuchen. Mit MODSIM führen sie sofort den Nachweis für hervorragende Ergebnisse in den Bereichen Sicherheit, Festigkeit, Leichtbau und Komfort, bevor sie in Details investieren. Die Vermittlung hochwertiger Konstruktionen und Produktkenntnisse verkürzt die Fertigungszeiten erheblich.

Mittlerweile integriert 3DEXPERIENCE CATIA Concept Structure Engineering die CATIA SFE CONCEPT Technologien, die unter großen Unternehmen weit verbreitet sind. Versteifte Strukturen, einschließlich Verbundstrukturen, können ebenfalls erstellt, validiert und schnell aus Formen zu Befestigungen zusammengeführt werden. 

Leistungsgesteuertes Design dank generativer Konstruktion

Optimieren Sie Konstruktionen gemäß Ihren Spezifikationen. Der generative Ansatz ermöglicht es einem Konstrukteur, innovativ zu sein und sich auf die Definition funktionaler Anforderungen zu konzentrieren, indem er das System Konstruktionsalternativen erstellen lässt. Die Simulation dieser Alternativen reduziert die Anzahl der von Analysten benötigten Alternativen. Dadurch verkürzt sich die Zeit bis zur Entwicklung und Validierung eines kompletten Systems von Monaten auf Stunden.

Durch die gleichzeitige Durchführung von Vergleichsstudien fördert Function Driven Generative Design die Leistung der Struktur und reduziert beispielsweise das Gewicht, während Flow Driven Generative Designer dasselbe für Fluide und Structural Generative Designer dasselbe für dünne Teile tun.

CATIA Lightweight Engineering > Dassault Systèmes
CATIA Lightweight Engineering
CATIA Lattice Designer > Dassault Systèmes
CATIA Lattice Designer

Fertigungsorientierte Konstruktion

Berücksichtigen Sie die Herstellbarkeit von Gitterkonstruktionen oder anderen komplexen Teilen

MODSIM bietet multidisziplinäre Multiskalen-Simulationen. So können Ingenieure physikalische Effekte simulieren, die durch verschiedene Fertigungsprozesse wie Stanzen, additive Fertigung, Verbundwerkstoffe usw. hervorgerufen werden.

Insbesondere können Konstrukteure von Stanzmatrizen eine Karosseriekonstruktion optimieren und gleichzeitig ihre Formbarkeit simulieren.

Gitterstrukturen werden häufig für Hochleistungsteile erstellt, um beispielsweise den Wärmeaustausch zu maximieren oder Verformungen zu widerstehen. Die konzeptionellen und detaillierten 3D-Modellierungsfunktionen für Gitter sind nahtlos in die strukturelle Validierung integriert und ihr Ausgabeformat ist auf 3D-Drucker zugeschnitten.

Mit robusten CAE-Prozessen in der Konzeptentwurfsphase erkennen Konstrukteure, dass Optimierung kein Kompromiss ist, sondern dass sie neben den Kosten auch das Produktgewicht senkt und die Leistung verbessert. Der Wert wird steigen, weil weniger Geld für Tests erforderlich ist und die Markteinführung aufgrund dieser Zusammenarbeit beschleunigt wird.

Behrooz Shahidi > Dassault Systèmes

Behrooz Shahidi

Manager, CAE-Integrationsabteilung der Ford Motor Company für Fahrzeugprogramme in Nordamerika und Europa

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