Versuch und Berechnung sind sich ergänzende Gebiete zur Verifizierung und Optimierung von Konstruktionen. Die Berechnung hilft dabei, schneller zu besseren Produkten zu kommen, welche die an sie gestellten Anforderungen hinsichtlich Funktion, Zuverlässigkeit und Preis erfüllen können.
Der Einsatz der Simulation an der richtigen Stelle reduziert Ihre Kosten!
Unsere neueste Kundenzufriedenheitsanalyse zeigt, dass sich gerade die Firmen, die vorwiegend neue Produkte auf den Markt bringen auf die Möglichkeiten des Simultaneous Engineering zurückgreifen und sie auch in Zukunft noch früher in die Produktentwicklung und Prozessoptimierung einbinden werden. Wie verschiedene Untersuchungen ergaben, reduzieren sich sowohl die Gesamtzeit bis zur Markteinführung als auch die Gesamtkosten bei der Produktentwicklung, auch wenn sich zu Beginn die Kosten im Entwicklungsbereich und in der Konstruktion zwischen ca. 50 – 100 % erhöhen.
Die Finite-Elemente-Methode (kurz FEM) ist ein numerisches Berechnungsverfahren. Dabei wird das Problem oder Berechnungsgebiet in eine endliche Anzahl von Elementen unterteilt. Die Gleichungen (meistens Differentialgleichungen) werden dann für jedes dieser Elemente gelöst. Die Ergebnisse geben dann Aufschluss über das gesamte Berechnungsgebiet. Die Anzahl der Elemente bestimmt dabei die Genauigkeit der Gesamtergebnisse. Die Methode wird im Ingenieurwesen sowohl in der Strukturmechanik als auch in der Strömungsmechanik angewandt.
Die Strukturmechanik ist die Berechnung von Verformungen, Kräften und inneren Spannungen in Festkörpern, entweder für die Planung neuer oder die Nachrechnung bestehender mechanischer Strukturen. Sie befasst sich mit der Festigkeitsberechnung von Bauteilen, Werkstoff-Formteilen, Bauteilgruppen, usw., die aus festen Materialien wie Stahl, Aluminium, sonstigem Metall, Kunststoff, Gummi, Verbundwerkstoff, Beton, Holz, Glas oder anderen bestehen.
Die Strukturmechanik ist eine Disziplin der Technik, in der mechanische Festkörpermodellierungen erstellt werden, deren zu untersuchende Festkörper-Bauteile in finite Substrukturen unterteilt und mit von außen angreifenden mechanischen oder thermischen Belastungen (unter Anwendung des Freischneideprinzips im Falle vektorwertiger und gerichteter Größen) beaufschlagt werden. In der Regel entsprechen dabei die Konturen der finiten Einzelelemente der Substrukturen elementaren geometrischen Formen. Die Grenzflächen der Einzelelemente der finiten Substrukturen können dann dazu benutzt werden, um Größen und Zustände senkrecht, tangential oder in einem Winkel zu diesen Grenzen im Inneren der Festkörper-Bauteile genauer zu berechnen und somit Aufschlüsse über Gegebenheiten im Bauteilinneren zu gewinnen. Die Strukturmechanik ist ein interdisziplinäres ingenieurwissenschaftliches Fachgebiet, welches Anwendungen im Maschinenbau (und darin insbesondere im Fahrzeugbau, aber auch in vielen anderen Zweigdisziplinen), im Bauwesen (und darin insbesondere im Stahlbau), in der Luft- und Raumfahrttechnik sowie in der Wehrtechnik besitzt.
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Die numerische Strömungsmechanik (englisch: computational fluid dynamics, CFD) ist eine etablierte Methode der Strömungsmechanik. Sie hat das Ziel, strömungsmechanische Probleme approximativ mit numerischen Methoden zu lösen. Die benutzten Modellgleichungen sind meist Navier-Stokes-Gleichungen, Euler-Gleichungen oder Potentialgleichungen. Die Motivation hierzu ist, dass wichtige Probleme wie die Berechnung des Widerstandsbeiwerts sehr schnell zu nichtlinearen Problemen führen, die nur in Spezialfällen exakt lösbar sind. Die numerische Strömungsmechanik bietet dann eine kostengünstige Alternative zu Windkanal-Versuchen.
Die international gebräuchliche Abkürzung CFD wird etwa seit einer Konferenz der AIAA 1973 benutzt. Dort wurde auch die Verwendung von CFD als Werkzeug zum Design von Flugzeugen etabliert.
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Adiabat ist ein Begriff aus der Strömungssmulation. Zwischen adiabaten Bauteile und deren Umgebung findet kein Wärmeaustausch statt.
CAE ist die Abkürzung für Computer Aided Engineering und umfasst alle Varianten der Computerunterstützung von Arbeitsprozessen in der Technik, wie CAD, FEM, CFD, MKS u.v.a.
Die Dehnung ist die Verformung eines Bauteils im Verhältnis zur unverformten Geometrie. Die Dehnung ist also abhängig von der wirkenden Kraft und den Materialparametern.
Das Elastizitätsmodul ist ein Materialkennwert, der den Zusammenhang zwischen Dehnung und Spannung während einer elastischen Verformung darstellt.