Ich begann meine Karriere in der technischen Entwicklung als Strukturanalytiker bei Martin Marietta (später Lockheed Martin). Unsere Teams und Workflows waren voneinander abgekoppelt. Konstrukteure, Analytiker und Fertigungsingenieure arbeiteten in separaten Bereichen. Modelle wurden in linearer Abfolge von einer Gruppe an die nächste übergeben, wobei die technische Konstruktionsdefinition oft mehrfach an das Entwicklungs-Team zurückgeschickt wurde.
Nachdem ich ein paar Erfahrungen gesammelt hatte, wusste ich oft ohne Analyse sofort, wenn ich einen Entwurf erhielt, dass das Modell die Anforderungen der Betriebsumgebung nicht erfüllen würde. Zu den häufigsten Problemen gehörten:
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Der Ingenieur hat bei der Konstruktion der Komponenten die Lastpfade nicht berücksichtigt oder das Gewicht durch Entfernen von Material im Lastpfad verringert.
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An scharfkantigen Übergängen fehlen Verrundungen bzw. Verrundungen der richtigen Größe, um Spannungskonzentrationen zu verringern.
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Bohrungen befinden sich zu nah an den Rändern, was ein zu geringes Verhältnis von Randabstand zu Durchmesser zur Folge hat.
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Eine Masse, die von dünnen Säulen getragen wird, „hängt durch“, und das Teil hat nicht die nötige Steife.
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Teile aus unähnlichen Materialien sind miteinander verbunden; bei Temperaturunterschieden entstehen aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnung oder Kontraktion erhebliche Spannungen.
Es gibt eine Reihe von häufigen strukturellen Konstruktionsfehlern, die dem Entwickler eines Modells oft nicht auffallen.
Wenn wir einen Entwurf erhielten, mussten wir eine Finite-Elemente-Analyse (FEA) dafür durchführen. Wir konnten ihn ohne Isolinien-Plots in Farbe, Spannungswerte und Faktoren für Sicherheitsberechnungen nicht mehr an das Entwicklungs-Team zurückschicken.
Zeitverschwendung war die Folge. Wir mussten die folgenden Schritte durchführen:
- Entfernen von Features, um die Geometrie zu vereinfachen.
- Anwenden von Idealisierungen wie Federn, Massenelementen und starren Verbindungen. (Die Analysen liefen auf Servern, die Anzahl der Knoten im Modell war streng begrenzt.)
- Vernetzen des Modells.
- Definieren von Lastfällen und Randbedingungen.
- Einrichten und Ausführen der Analyse.
- Postprocessing der Ergebnisse.
Das war frustrierend, weil es so zeitaufwendig war, insbesondere, wenn von vornherein klar war, dass das Modell die Anforderungen nicht erfüllen würde.
Creo Simulation Live beseitigt diese Probleme, da es als Konstruktionsassistent für Ingenieure fungiert, mit dem diese Analysen in Echtzeit während der Modellierung durchführen können. All die oben aufgeführten häufigen Probleme können frühzeitig und ohne Unterstützung von Analytikern erkannt und gelöst werden.
Ein Konstruktionsassistent bietet folgende Vorteile für den Produktentwicklungsprozess:
Beschleunigte Analyse. Mit Creo Simulation Live werden die ersten drei oben genannten Schritte im Prozess überflüssig. Da die Software die Rechenleistung des Grafikprozessors (GPU) nutzt, sind das Entfernen von Features und das Anwenden von Idealisierungen nicht mehr so wichtig. Die ANSYS-Engine hinter Creo Simulation Live übernimmt die Vernetzung. So können Sie sich während der Konstruktion ganz darauf konzentrieren, Ihr Modell zu optimieren.
Weniger Konstruktionsiterationen und -schleifen. Durch Simulationen zeitgleich mit der Entwicklung lassen sich gängige Probleme wie Lastpfade und Spannungskonzentrationen frühzeitig lösen. Ingenieure können die Probleme visualisieren und beseitigen, ehe sie ihre Entwürfe zur formellen Verifizierung an einen Analytiker weitergeben.
Struktur- und Wärmeanalytiker können sich auf die wichtigen Probleme konzentrieren. Wenn Konstruktionsingenieure selbst sicherstellen können, dass ihre Komponentenmodelle für ihre Umgebungen geeignet sind, können professionelle Analytiker ihre Zeit wertschöpfender nutzen. Nachdem die Konstrukteure Analysen auf Ebene von Komponenten und Unterbaugruppen durchgeführt haben, können sich Analytiker auf die Validierung und Optimierung größerer Untersysteme und Produkte konzentrieren.
Analytiker lieben Tools, die Probleme lösen, noch ehe sie auf ihrem Schreibtisch landen. Die meisten Leute möchten gute Arbeit leisten und ihre Kollegen nicht belasten. Durch die frühzeitige Kombination von Simulation und Konstruktion kann das Team Iterationen früher ausschließen. Die Analytiker können sich so auf die großen Probleme konzentrieren, für die sie eingestellt wurden.
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