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Simulationen mit NX Kinematik, FEM, CFD, EM und Datenmanagement. Mit zahlreichen Beispielen für NX 9 von Anderl, Reiner (eBook)

  • Verlag: Carl Hanser Fachbuchverlag
eBook (ePUB)
47,99 €
inkl. gesetzl. MwSt.
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Online verfügbar

Simulationen mit NX

Dieses Standardwerk in nun dritter Auflage vermittelt die notwendigen Grundlagen, um mit dem System NX der Firma Siemens einfache bis komplexe Simulationen durchzuführen. Es wendet sich an Konstrukteure, Berechnungsingenieure und Studenten technischer Fachrichtungen.
Auf Basis von NX 9 werden in je einem Kapitel folgende Themen behandelt: Motion-Simulation (MKS), Design-Simulation FEM (Nastran), Advanced Simulation (FEM, CFD sowie EM) sowie das Management von Berechnungs- und Simulationsdaten (Teamcenter for Simulation).
Nach knappen theoretischen Einführungen schließen an jedes Kapitel praktische Lernaufgaben mit steigendem Schwierigkeitsgrad an. Grundlage fast aller Übungsbeispiele ist das CAD-Modell des legendären Opel Rak2.
Neu in dieser Auflage hinzugekommen ist das Thema elektromagnetische Analysen (EM). Außerdem werden alle Beispiele aus dem Buch anhand des neuen Ribbon-Interface von NX 9 dargestellt.
Auf der beiliegenden DVD finden Sie die CAD- und Berechnungsdaten sämtlicher Übungsbeispiele. Die Übungen können mit den NX-Versionen 8, 8.5, 9 und voraussichtlich auch späteren Versionen durchgeführt werden.

Dr.-Ing. Peter Binde ist Geschäftsführer der Firma Dr. Binde Ingenieure sowie Lehrbeauftragter für FEM an der Hochschule RheinMain, FB Maschinenbau. Er ist weltweit tätiger Spezialist für Produktsimulation mit NX. Prof. Dr.-Ing. Reiner Anderl leitet das Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion (DiK) des Fachbereichs Maschinenbau an der TU Darmstadt.

Produktinformationen

    Format: ePUB
    Kopierschutz: watermark
    Seitenzahl: 439
    Sprache: Deutsch
    ISBN: 9783446446861
    Verlag: Carl Hanser Fachbuchverlag
    Größe: 43115 kBytes
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Simulationen mit NX

2 Motion-Simulation (MKS)
Inhalte des Kapitels

In Abschnitt 2.1 werden zunächst die Theorie, Grenzen, spezielle Effekte und Regeln dieser Disziplin dargestellt. Daraufhin folgen Lernaufgaben zur Kinematik, die zunächst mit einem Grundlagenbeispiel beginnen ( Abschnitt 2.2.1 ). In der zweiten Lernaufgabe werden Prinzipskizzen und Kinematik genutzt, um die frühe Konstruktionsphase zu unterstützen ( Abschnitt 2.2.2 ). In der dritten Aufgabe werden Kollisionen behandelt und das Zusammensetzen verschiedener Unterkinematiken ( Abschnitt 2.2.3 ). Die vierte Lernaufgabe behandelt dynamische Sachverhalte sowie die Simulation von Kontakt ( Abschnitt 2.3.1 ), und die letzte Aufgabe behandelt die Kopplung von NX-Motion mit MATLAB®-Simulink® zur sogenannten Co-Simulation ( Abschnitt 2.4.1 ).
2.1 Einführung und Theorie
Einsatzszenarien und Nutzen für Motion-Simulationen in der Praxis

Motion-Simulation bietet dem Konstrukteur die Möglichkeit, Bewegungen seiner bis dahin statisch konstruierten Maschine zu kontrollieren. Dadurch kann ein besseres Verständnis für die Maschine erlangt werden und es kann kontrolliert werden, ob es zu Kollisionen der bewegten Teile kommt. Außerdem kann nachgesehen werden, ob die Maschine die gewünschte Bewegung überhaupt ausführen bzw. gewisse Positionen erreichen kann. Häufig ist es Aufgabe, die geometrischen Abmessungen geeignet einzustellen. Dabei ist die Nutzung der CAD-Parametrik oft ein wichtiges Hilfsmittel, um Varianten zu erstellen.

Aber auch und gerade in der frühen Phase der Konstruktion, wenn erst grobe Designentwürfe vorliegen, ist der Einsatz kinematischer Analysen sinnvoll. Mithilfe der Motion-Simulation können Prinzipskizzen oder einfache Kurven bewegt und deren Maße optimiert werden. So werden aus den Prinzipskizzen der frühen Konstruktionsphase bewegungskontrollierte Steuerskizzen. Im weiteren Verlauf der Konstruktion kann die Kinematik immer wieder zur Absicherung der bis dahin fertiggestellten Maschine genutzt werden.

Masseneigenschaften der Bauteile erweitern das Gebiet in die Dynamik hinein.

Sobald der CAD-Geometrie Masseeigenschaften zugeordnet sind, können Bewegungsanalysen auch zu dynamischen Analysen ausgeweitet werden. Dabei können Lagerkräfte, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen ermittelt werden. Motion-Analysen sind daher auch oftmals Vorbereitungen für FEM-Analysen, weil dort Lagerkräfte als Randbedingungen eingehen. Anhand der Ergebnisse (Kräfte und Wege) können auch Federn, Dämpfer, Zusatzmassen, Schwingungstilger, Lager (Tragfähigkeit) etc. aus Zulieferkatalogen ausgewählt werden.

Anwender von Motion-Simulation sollten Erfahrung in der Modellierung von Einzelteilen und Baugruppen mit dem NX-System mitbringen. Dies ist erforderlich, weil die Beispiele dieses Kapitels nicht nur auf fertigen Baugruppen aufsetzen, sondern teilweise auch in die Konstruktionsmethodik eingreifen. Sonst sind jedoch keine Vorkenntnisse erforderlich.

Unterteilung der technischen Simulation in vier Teile

Motion-Simulation deckt den Teil der Mechanik ab, der sich mit starren Körpern beschäftigt. In der Regel handelt es sich um mehrere starre Körper, die über Gelenke miteinander verbunden sind. Solche Problemstellungen tauchen z.B. bei Fahrwerken von Kraftfahrzeugen auf. Die Software zur Berechnung solcher Aufgabenstellungen wird mit dem Begriff MKS-Programm bezeichnet. MKS bedeutet dabei Mehrkörpersimulation .

Der Anwender definiert auf Basis des CAD-Modells Bewegungskörper, Gelenke, Antriebe und evtl. außen angreifende Kräfte oder Zwangsbedingungen. Auch Federn und Dämpfer können eine Rolle spielen.

Prozessschritte bei der MKS-Analyse

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