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CAE > CAE PART II > Flashcards

CAE PART II Flashcards

1
Q

Was wird bei einer Strömungssimulation analysiert?

A

Analyse von Strömungsvorgängen

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2
Q

Was wird bei einer thermischen Simulation analysiert?

A

Analyse des Wärmeübergangsverhaltens und Temperaturfeldern.

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3
Q

Was wird bei einer Fertigungsprozesssimulation analysiert?

A
  • Spritzgusssimulation
  • Analyse der Herstellung von Kunststoffteilen (Moldflow)
  • Tiefziehsimulation
  • Toleranzkettensimulation
  • Bewegungssimulation
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4
Q

Was wird bei einer Kinematiksimulation analysiert?

A

Analyse von Bewegungsvorgängen

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5
Q

Was wird beim Digital Muck Up (DMU) analysiert?

A

Analyse von Produkt- und Anlagenaufbau

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6
Q

Was wird bei einer Mehrkörpersimulation analysiert?

A

Analyse von dynamischen Bewegungsvorgängen

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7
Q

Was wird bei einer Toleranzkettensimulation analysiert?

A

Toleranzanalyse auf Basis zufallsverteilter Fertigungsprozesse

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8
Q

Was wird bei einer Ablaufsimulation analysiert?

A

Analyse des Materialflusses in der Fertigung

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9
Q

Was versteht man unter dem Begriff Frontloading?

A

Entwicklungsaufwand in frühere Phasen des PEP verlagern.
(Von „Grob- und Detailentwicklung“ in Richtung „Planungs- und Konzeptphase“)

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10
Q

Was man bei einer Simulation nie vergessen sollte…

A
  • Die Qualität der Simulationsergebnisse hängt von der Qualität der Daten ab!
  • Mit ungenauen oder unvollständigen Daten ist keine genaue Simulation möglich
  • Vertraue niemals den berechneten Ergebnissen!
  • In Simulationsmodellen, Daten und Algorithmen können Fehler sein
  • Simulation löst kein Problem!
  • Simulation ist nur ein Hilfsmittel
  • Die Ideen zur Problemlösung müssen vom
    Ingenieur kommen
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11
Q

Was sind die Vor- und Nachteile von FEM?

A

Vorteile:

  • Sehr genaue Simulationen, wenn die Materialeigenschaften bekannt sind
  • Analyse auch von sehr komplexen Geometrien

Nachteile:

  • Recht langsam und daher nicht für Echtzeitanwendungen geeignet
  • Teilweise hoher Bearbeitungs- und Rechenaufwand
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12
Q

Was sind die Inhalte eines FEM Berechnungsmodells?

A
  • Geometrie
  • Belastungen (Größe, Lage, Zeitverhalten wie Stoß, Beschleunigung, Schlag etc.)
  • Werkstoff (Werkstoffverhalten, Wärmebehandlung, Beschichtung,…)
  • Lagerung / Stützung (Freiheitsgrade, Zwangsbedingungen)
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13
Q

Was sind Anwendungsfelder der FEM?

A
  • Verformungs- und Spannungsberechnungen
  • Elastizitätstheorie
  • Strömungsberechnungen
  • Navier-Stokes-Gleichungen
  • Wärmeleitung, Temperaturverteilung
  • Laplace-Gleichungen
  • Elektromagnetik, Elektrostatik, Magnetostatik
  • Maxwell-Gleichung
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14
Q

Welche Mechanismen zur Geometrievereinfachung gibt es?

A
  • Vernachlässigung nicht maßgeblicher Teile
    (z. B. Radien, Fasen oder kleine Bohrungen)
  • Vernetzungs- und Berechnungsaufwand werden reduziert
  • Vereinfachung auf den zweidimensionalen Fall wenn die Dicke gering ist
  • Ausnutzung von Symmetrien
  • Berechnung eines Bauteilbereichs zu dem die anderen Bereiche symmetrisch sind
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15
Q

Was sind die Basiselemente der FEM und welche Eigenschaften haben sie?

A
  • Stäbe: eindimensionales Element, überträgt Kräfte in Längsrichtung
  • Balken: 3D-Elemente, nehmen nur Biegekräfte- und Momente auf
  • Scheiben: ebene 2D-Elemente, übertragen Kräfte in 2 Koordinatenrichtungen
  • Platten: Erweiterung der Scheiben, übertragen auch Momente
  • Schalen: räumlich gekrümmte Ausprägung des Plattenelements
  • Volumenelemente: sind Polyeder, Kräfte und Momente in allen Raumrichtungen (sind bevorzugte Elemente)
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16
Q

Worauf basiert die automatische Erzeugung von Knoten und Elementen?

A
  • Bauteilgeometrie und Topologie
  • Element Bibliothek
  • Netz Attribute: Dichte, Elementtypen, Randbedingungen, Belastungen
17
Q

Was ist das Ziel der numerischen Strömungsmechanik (CFD)?

A
  • Die Strömungssimulation hat das Ziel, mit numerischen Methoden ein vorgegebenes strömungsmechanisches Problem zu lösen.
  • Die meisten Problemstellungen befassen sich konkret mit der Lösung der Navier-Strokes-Gleichungen
18
Q

Was sind bewährte Lösungsmethoden der Strömungsmechanik?

A
  • Die Finite Differenzen Methode (FDM)
  • Die Finite Volumen Methode (FVM)
  • Die Finite Elemente Methode (FEM)
19
Q

An welchen Stellen ist ein feines Netz erforderlich?

A
  • In der Nähe von Wänden, wo die Geschwindigkeit gegen Null geht.
  • In der Nähe von scharfen Kanten oder Kurven sowie bei kleinen Öffnungen
20
Q

Was sind Mehrkörpersysteme?

A

Mehrkörpersysteme beschreiben Systeme aus verschiedenen, massebehafteten starren oder elastischen Körpern, die untereinander an Kontaktstellen gekoppelt sind.

21
Q

Was ist eine Mehrkörpersimulation?

A

Eine Mehrkörpersimulation liefert unter Vorgabe von Anfangs- und Randbedinungen die Bewegungsabläufe und die dabei an dem Körper wirkenden Kräfte und Momente.

22
Q

Was sind die Ziele einer Mehrkörpersimulation?

A

Bewegungsanalyse von komplexen kinematischen Systemen
Modalanalysen (Eigenfrequenz, Eigenschwinungsform)

Realisierung des Virtual Prototyping

Echtzeitsimulation, Hardware-in-the-Loop (HIL)

Ermittlung dynamischer Bauteilbelastungen Bereitstellung dynamischer Bauteilbelastungen für die FEM

23
Q

Was ist Hardware-in-the-Loop (HIL)

A

Beim HIL wird eine elektronische und mechanische Teilkomponente eines Systems über spezielle Schnittstellen mit einer Computersimulation verbunden, um getestet und optimiert zu werden.

Die HIL-Simulation bietet die Möglichkeit, das tatsächliche System anstelle eines Modells zu testen.

Dem Prüfobjekt wird eine vollständige, echtzeitfähige Umgebung vorgetäuscht, welche auf virtuelle Umwelteinflüsse reagieren muss.

24
Q

Was sind die Ergebnisse einer Spritzgusssimulation?

A
  • Füllzeit
  • Druckverlauf
  • Bindenähte
  • Lufteinschlüsse
  • Einfallstellen
25
Q

Welche Fehler können beim Tiefziehen entstehen?

A
  • Risse (Bodenrisse, Längsrisse, Umfangrisse)
  • ​Falten
  • Fließfiguren
26
Q

Was ist die Zielsetzung von Tiefziehsimulationen?

A

Auslegung des Prozesses hinsichtlich:

  • Notwendiger Kräfte
  • Notwendiger Temperatur
  • Anzahl der Optimierung der Umformstufen
  • Erzielbarer Toleranzen
27
Q

Wie ist der Ablauf einer Toleranzkettensimulation?

A
  • Import der reduzierten CAD Daten
  • Gruppieren der Bauteile (Nominalgeometrie) in die vorgegebene Reihenfolge
  • Erzeugen der Bezugssysteme der Bauteile
  • Verknüpfen der Bauteile über Montageoperationen
  • ​Definition der Qualitätsmerkmale (Messpunkte)
28
Q

Was versteht man unter der Qualitätskennzahl cp?

A

Das Prozesspotential:

  • Ist ein Maß für die Leistung, die der Prozess bei optimaler Einstellung erbringen kann
  • Vergleicht die spezifische Toleranzbreite mit der Prozessstreubreite
29
Q

Was versteht man unter der Qualitätskennzahl cpk?

A

Die Prozessfähigkeit:

  • Beurteilt die spezifizierte Toleranzbreite im Vergleich zur Prozesstreubreite
  • ​Hängt von der Prozesslage und der Prozesstreubreite ab
30
Q

Was wird bei einer Bewegungssimulation untersucht, und was sind die Ergebnisse?

A

Untersuchung von Bewegungsvorgängen:

  • Kinematik
  • Kollisionen
  • Dynamik

Ergebnisse:

  • Bahnkurven, Geschwindigkeiten, Beschleunigungen
  • Erreichbarkeit, Bauraum
  • Kollisionen
  • Kräfte und Momente
  • Taktzeiten

CAE (5 decks)

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