Ansys CFD- und FEM-Analyse eines Schiffsmotor-Zylinderkopfs
Branche: Maschinen- und AnlagenbauFachgebiet: StrukturmechanikDie MAN Diesel SE entwickelt und produziert Schiffsmotoren. Um eine möglichst hohe Effizienz und Langlebigkeit der Motoren zu erreichen, ist CADFEM mit einer Simulationsoptimierung beauftragt worden.
Zusammenfassung
Aufgabe
Die moderne Motorenentwicklung muss wirtschaftliche Aspekte mit hohen technologischen Standards in Einklang bringen. Die Entwicklung bei MAN Diesel SE strebte mit einem neuen Design eine Gewichtsreduzierung für einen Schiffsmotor an. CADFEM überprüfte mit Ansys-Simulationstools, ob das effizientere Design des Zylinderkopfs den Belastungen standhält und trotz des geringeren Gewichts eine vergleichbare Lebensdauer erreichen kann. Dies würde die Wirtschaftlichkeit signifikant erhöhen.
Lösung
Eine CFD-Analyse mit Ansys CFX, die den Kühl- und Verbrennungsprozess abdeckt, bestimmt das thermische Verhalten innerhalb des Motors und liefert die Grundlage für eine anschließende Spannungsanalyse. Diese mechanische Analyse impliziert mehrere Lastfälle, die den Verbrennungszyklus beschreiben, sowie temperaturabhängige Materialeigenschaften und nichtlineare Kontakte in einem umfassenden Finite-Elemente-Modell. Anschließend erfolgte eine Lebensdaueranalyse.
Kundennutzen
Die komplexe Analyse des Motorverhaltens gibt Aufschluss über den Anpressdruck und mögliche Spaltbildungen im Verbrennungszyklus. Diese Informationen werden genutzt, um bereits in der Konstruktionsphase unerwünschte Auswirkungen auf das thermomechanische Verhalten des Motors und seiner Einzelteile auszuschließen.
Die moderne Motorenentwicklung muss wirtschaftliche Aspekte mit hohen technologischen Standards in Einklang bringen. Die Entwicklung bei MAN Diesel SE strebte mit einem neuen Design eine Gewichtsreduzierung für einen Schiffsmotor an. CADFEM überprüfte mit Ansys-Simulationstools, ob das effizientere Design des Zylinderkopfs den Belastungen standhält und trotz des geringeren Gewichts eine vergleichbare Lebensdauer erreichen kann. Dies würde die Wirtschaftlichkeit signifikant erhöhen.
Die komplexe Analyse des Motorverhaltens gibt Aufschluss über den Anpressdruck und mögliche Spaltbildungen im Verbrennungszyklus. Diese Informationen werden genutzt, um bereits in der Konstruktionsphase unerwünschte Auswirkungen auf das thermomechanische Verhalten des Motors und seiner Einzelteile auszuschließen.
Eine CFD-Analyse mit Ansys CFX, die den Kühl- und Verbrennungsprozess abdeckt, bestimmt das thermische Verhalten innerhalb des Motors und liefert die Grundlage für eine anschließende Spannungsanalyse. Diese mechanische Analyse impliziert mehrere Lastfälle, die den Verbrennungszyklus beschreiben, sowie temperaturabhängige Materialeigenschaften und nichtlineare Kontakte in einem umfassenden Finite-Elemente-Modell. Anschließend erfolgte eine Lebensdaueranalyse..
