Nichtlineare Beul- und Traglastanalyse mit Simulation-Wizard
Branche: Bauwesen, Ing.-Büro/Entwicklungsdienstl., Maschinen- und AnlagenbauFachgebiet: StrukturmechanikEin automatisierter Simulationsprozess innerhalb der Ansys Workbench beschleunigt und vereinfacht die nichtlineare Bauteilberechnung von dünnwandigen Schalenstrukturen im Mobilkranbau bei Liebherr deutlich. Denn der Wizard führt den Anwender durch alle notwendigen Simulationsschritte.
Zusammenfassung
Aufgabe
Das Liebherr-Werk Ehingen beauftragte CADFEM ein Berechnungs-Wizard für Ansys Workbench zu entwickeln, der die nichtlineare Bauteilberechnung von dünnwandigen Schalenstrukturen im Mobilkranbau automatisieren sollte. Dazu sollten die maßgebenden Lastfälle inklusive aller zugehörigen Lasten und Randbedingungen extrahiert werden.
Lösung
Mit ACT (Application Customization Toolkit) wurden in Ansys Workbench neue Toolboxen zur Nutzung der kundenindividuellen Software-Anpassung integriert. So lassen sich linearen Beulanalysen durchführen und daraus resultierend nichtlineare Versagensberechnungen durch Aufbringen kombinierter Netzimperfektionen aus den Beulmoden generieren.
Kundennutzen
Mit der Customization-Lösung können Millionen von Lastfällen innerhalb kurzer Zeit untersucht und die besonders relevanten eindeutig identifiziert werden. Anhand der selbsterklärenden Toolbar-Buttons wird ein intuitiver und kohärenter Workflow abgebildet. Dabei wird der Anwender zielgerichtet durch den Simulationsprozess geführt.
Das Liebherr-Werk Ehingen zählt zu den weltweit führenden Herstellern von Fahrzeugkranen mit hochmodernen Teleskop- und Gittermastkranen auf Mobil- und Raupenfahrwerken. Diese sind in der Lage, Lasten von bis zu 3.000 Tonnen zu heben und eine Hubhöhe von mehr als 240 Metern zu erreichen. Die numerische Simulation dient dabei als effizientes Werkzeug, um die ständig steigenden Anforderungen der Kunden an Funktionalität, Qualität und Sicherheit erfüllen zu können.
Um den Überblick über die zu berechnenden Belastungssituationen nicht zu verlieren und die Aufgaben auch zeitlich zu meistern, setzte Liebherr schon frühzeitig auf automatisierte Berechnungs- und Simulationsprozesse. Dadurch sind Berechnungen von Millionen von Lastfällen innerhalb kurzer Zeit möglich und die Identifikation relevanter Lastfälle ist gewährleistet.
Mit der neuen Toolbar, die mit ACT (Application Customization Toolkit) in die Workbench integriert wurde, konnten einige Verbesserungen erreicht werden. So lassen sich linearen Beulanalysen durchführen und daraus resultierend nichtlineare Versagensberechnungen durch Aufbringen kombinierter Netzimperfektionen aus den Beulmoden generieren.
Anhand der selbsterklärenden Buttons wird ein intuitiver und kohärenter Workflow abgebildet. Dabei wird der Anwender zielgerichtet durch den Simulationsprozess geführt. Die APDL-Skripte (Ansys Parameteric Design Language), die im Vorgänger-Wizard noch als Command-Snippets im Strukturbau abgelegt wurden und bei einer Neuvernetzung mitunter unbrauchbar wurden, werden nun über moderne ACT-Objekte in die Workbench integriert. Ein versehentliches Ändern des APDL-Codes ist nun nicht mehr möglich.
Bei Aktualisierung des Netzes erfolgt nun auch automatisch eine Aktualisierung der Imperfektion. Zusätzlich wird der Datenfluss transparent dargestellt und ist für den Anwender stets nachvollziehbar, was der Fehlervermeidung dient.
Zum Abschluss des Toolbar-Projekts übergab CADFEM nicht nur das Programmierergebnis, sondern auch den gesamten Quellcode. Durch eine intensive Schulung und die Vermittlung des entsprechenden Know-hows sind die Liebherr-Anwender und -Betreuer jetzt in der Lage, gewünschte Anpassungen und kleinere Erweiterungen eigenständig durchzuführen.
