Simulation ist mehr als Software

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Systematische Variantenstudie eines Steckverbinders
Mit einem Simulations-Workflow lassen sich unterschiedliche Varianten für spezielle Kundenanforderung schnell bewerten

Kundenanforderung mit Simulation schnell bewerten

Branche: Elektrotechnik/ElektronikFachgebiet: Strukturmechanik, Skalierbarkeit der Simulation

Die vielfältigen Steckverbindersysteme von ODU sind oftmals mit hoch spezialisierter Kontakttechnik ausgerüstet. Um das vergleichsweise einfache Funktionsprinzip weiter zu verbessern, wurde zusammen mit CADFEM ein Workflow für systematische Variantenstudien mit dem Ansys Softwareportfolio entwickelt.

Zusammenfassung

Aufgabe

Unterschiedlichste Anforderungen an eine robuste Kontakttechnik erfordern individuelle Kundenlösungen. Neben der typischen Anforderungsliste zu Steck- und Ziehkräften gibt es eine Vielzahl weiterer konstruktiver und fertigungstechnischer Parameter, die das letztendliche Produktverhalten beeinflussen.

Lösung

Die Umsetzung erfolgte mit ANSYS Mechanical zur strukturmechanischen Analyse sowie ANSYS optiSLang zur Steuerung der Variantenstudie. Grundlage der Analysen sind parametrisierte FEM-Modelle der Steckverbinder zur automatisierten Berechnung der Designvarianten. Es können damit auf Knopfdruck weitere „Was-Wäre-Wenn“-Analysen erfolgen.

Kundennutzen

Mit Sensitivitätsanalysen lassen sich die wesentlichen Einflussgrößen auf die Bauteilfunktionen identifizieren. Somit sind gezielte Anpassungen je nach Anforderung möglich. Unnötige Optimierungsschleifen entfallen, was Fertigungs- und Laborkapazitäten schont und Entwicklungszeit verkürzt. Kundenanforderungen sind schneller bewertbar.

Projektdetails

Aufgabe

Die vielfältigen Steckverbindersysteme von ODU sind oftmals mit hoch spezialisierter Kontakttechnik ausgerüstet. Jede Kontaktart ist bezüglich Funktionalität und Eigenschaften passgenau auf die jeweilige Anwendung ausgerichtet, wobei verschiedenste Durchmesser und Anschlussarten lieferbar sind. Daraus resultieren die unterschiedlichsten Anforderungen an eine robuste Kontakttechnik, die individuell für jeden Einzelfall zu erfüllen sind. Neben der typischen Anforderungsliste zu Steck- und Ziehkräften gibt es eine Vielzahl weiterer konstruktiver und fertigungstechnischer Parameter, die das letztendliche Produktverhalten beeinflussen. Um das vergleichsweise einfache Funktionsprinzip weiter zu verbessern, wurde zusammen mit CADFEM ein Workflow für systematische Variantenstudien mit dem Ansys Softwareportfolio entwickelt.


Nutzen für den Kunden

„Wir bei ODU können mit Sensitivitätsanalysen die wesentlichen Einflussgrößen auf die Bauteilfunktionen identifizieren. Somit sind gezielte Anpassungen einzelner Stellschrauben je nach Anforderung möglich. Darüber hinaus lassen sich unnötige Optimierungsschleifen vermeiden, was Fertigungs- und Laborkapazitäten schont und die Entwicklungszeit deutlich verkürzt. Die Erstellung eines virtuellen Ersatzmodells erlaubt es außerdem, einen besseren Abgleich mit Labormessdaten durchführen und die Kundenanforderungen schnell bewerten zu können.“

Bernhard Bauer, Otto Dunkel GmbH


Lösung

Die Umsetzung erfolgte mit Ansys Mechanical zur strukturmechanischen Analyse sowie Ansys optiSLang zur Steuerung der Variantenstudie. Grundlage der Analysen sind parametrisierte FEM-Modelle der Steckverbinder zur automatisierten Berechnung der Designvarianten. Im Kontext einer Sensitivitätsanalyse ließen sich diejenigen Parameter extrahieren, die für das Antwortverhalten, z.B. die Steckkraft, entscheidend sind. Mit dem reduzierten Parametersatz wurde ein virtuelles Steckermodell mit dem „Metamodel of Optimal Prognosis“ (MOP) erstellt. Eingebunden in MS-Excel können damit auf Knopfdruck weitere „Was-Wäre-Wenn“-Analysen im Vorfeld zukünftiger kundenspezifischer Entwicklungen erfolgen.


Bereichsleiter Business Development

Produkt-Anwendungen im Projekt