Betriebsfestigkeitsprüfung in Stunden statt Monaten: Simulation der Ermüdungslebensdauer für alle Ingenieure

Bevor ein Produkt überhaupt auf den Markt kommt, müssen Unternehmen verstehen, wie sich ihre Produkte während und auch nach ihrem voraussichtlichen Nutzungszyklus verhalten werden. Voraussetzung für den Aufbau einer Marke als Qualitätsprodukt ist, dass durchweg zuverlässige Produkte geliefert werden. Zudem können hohe Entwicklungskosten gesenkt und teure Garantieansprüche vermieden werden, indem die Ermüdungssimulation in den Produktentwicklungsprozess integriert wird. Auf dem Markt wird eine Vielzahl von Tools zum Simulieren der Betriebsfestigkeit und Ermüdungslebensdauer von Produkten angeboten, doch wodurch zeichnen sich einige Lösungen aus?

Für mich sind drei Faktoren ausschlaggebend für einen erfolgreichen Simulationsprozess von Ermüdungsvorgängen.

  1. Die Software muss benutzerfreundlich sein. Nicht jeder Ingenieur muss jeden Tag eine Ermüdungsanalyse durchführen, eine steile Lernkurve steht der Produktivität daher eher im Weg. Intuitive Arbeitsabläufe sind ein Muss für die Generierung zuverlässiger Simulationsergebnisse.
  2. Die Simulation von Ermüdungsvorgängen muss in Ihren bestehenden Entwicklungsprozess passen. Wenn Sie Ihren Entwicklungsprozess komplett umkrempeln müssen, um ein neues Tool zu integrieren, kann sich das extrem negativ auf Ihre Produktivität auswirken. Die richtige Lösung sollte sich nahtlos in die Kette Ihrer Simulations-Tools einfügen.
  3. Die von Ihnen gewählte Software muss robust sein. Sie muss eine breite Auswahl an Belastungsbedingungen bieten, damit Sie genau vorhersagen können, wie sich Ihr Produkt unter extremen realen Bedingungen verhalten wird.

Altair hat auf dem Fundament dieser Faktoren die neu herausgebrachte Lösung für die Ermüdungsanalyse – Altair HyperLifeTM – aufgebaut. HyperLife ist eine Komponente der kürzlich herausgebrachten Software-Suite Altair HyperWorksTM und ermöglicht Kunden ein schnelles Verständnis potenzieller Betriebsfestigkeitsprobleme mit einer einfach zu erlernenden Lösung für die Bestimmung der Ermüdungslebensdauer unter statischen und transienten Belastungen.

Da sehr unterschiedliche Benutzer einen Zugriff auf die Ermüdungsanalyse benötigen, von Prüfingenieuren bis zu Konstruktionsingenieuren ebenso wie traditionelle CAE-Anwender, ist Benutzerfreundlichkeit ein absolutes Muss. Geführte, Solver-neutrale Arbeitsabläufe leiten die Benutzer durch den Simulationsprozess für ein breites Spektrum industrieller Anwendungen. HyperLife kann außerdem mit allen wichtigen FEA-Tools (Finite-Elemente-Analyse) arbeiten, Ergebnisdateien lesen und Geometriemerkmale, einschließlich Schweißungen, erkennen. Das bedeutet, dass es unabhängig von den Software-Tools, die Sie derzeit in Ihrer Produktentwicklung einsetzen, problemlos eingebunden werden kann.

Bei der Simulation geht es stets darum, potenzielle Probleme zu einem frühen Zeitpunkt im Entwicklungsprozess zu erkennen und zu beheben. Während Prüfungen am realen Objekt oft Monate in Anspruch nehmen, ist die Ermüdungssimulation eine Sache von Stunden, sodass Sie die Schädigung und die Lastspielzahl bis zum Bruch schneller und früher beurteilen können. Damit sorgen Sie dafür, dass die Betriebsfestigkeitsziele ohne zeitaufwändige und teure Konstruktionsänderungen erreicht werden.

Der Arbeitsablauf von HyperLife ist jedem vertraut, der Erfahrung in Betriebsfestigkeitsprüfungen oder Simulation hat. Sie wählen ein Ermüdungskonzept (spannungsbasierte Lebensdaueranalyse, dehnungsbasierte Lebensdaueranalyse, Sicherheitsfaktor oder Schweißnahtermüdung), dann weisen Sie Ihren Teilen Werkstoffe aus der umfassenden eingebetteten Datenbank zu. Nun werden zyklische Belastungsverläufe ausgewählt, um Betriebsfestigkeitsereignisse mit dem Mapping-Tool zu erstellen, anschließend wird die Bewertung durchgeführt. HyperLife meldet dann die Schädigung, die Lastspielzahl bis zum Bruch und weitere wesentliche Informationen zurück.

Dank der Ermüdungssimulation können Sie mit Ihren Produkten durch Qualität überzeugen und durch schnellere Entscheidungen in Konstruktion und Entwicklung früher auf dem Markt sein als Ihre Wettbewerber. Ich empfehle Ihnen: Probieren Sie HyperLife einfach aus!


Dieser Beitrag ist eine Übersetzung dieses englischsprachigen Altair-Blogs.


Altair HyperWorks 2019 - Unifying the Design Engineering Community


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