Stationäre und transiente Temperatursimulation in Ansys
Branche: Feinmechanik und OptikDas Entwicklungsprojekt soll zeigen, ob die Ansys-Simulationssoftware für verschiedene Aufgabenstellungen bei der Entwicklung eines Heizblocks für ein Analysesystem der Metrohm AG geeignet ist.
Zusammenfassung
Aufgabe
Simulation spart Zeit und Geld. Doch wie stark ist die Aussagekraft der Simulationsergebnisse im Vergleich zu physischen Prototypen? Die Metrohm AG prüfte dies anhand eines Heizblocks für das Laborgerät Rancimat.
Lösung
Bei der FE-Analyse mit Ansys Workbench wurde als erster Schritt eine stationäre, danach z.B. für den Fall Aufheizung eine transiente Analyse durchgeführt. Die Berechnungsresultate konnten stets mit Mess-ergebnissen des im Heizblock integrierten Messfühlers validiert werden
Kundennutzen
Dem Kunden konnte aufgezeigt werden, dass CADFEM mit der Software Ansys Workbench die anforderungsreichen Fragestellungen vollständig und präzise beantworten kann. Zudem wurde dem Kunden die Möglichkeit gegeben, Parametervariationen durchzuführen und damit das FE-Modell des Heizblocks und die Software selbst zu testen.
Die Metrohm AG ist ein weltweit führender Hersteller von Präzisionsgeräten für die chemische Analytik und evaluiert mit Unterstützung von CADFEM Simulationssoftware, die wichtige Fragen bei der Entwicklung der Geräte beantworten sollen. Das Entwicklungsprojekt soll zeigen, ob Ansys-Software für die verschiedenen Aufgabenstellungen wie z.B. Aufheizzeiten, Halteleistung, Temperaturverteilung im Heizblock, Probenzugabe, Heizasymmetrie etc., geeignet ist.
Dem Kunden konnte aufgezeigt werden, dass CADFEM mit der Software Ansys Workbench die anforderungsreichen Fragestellungen vollständig und präzise beantworten kann. Zudem wurde dem Kunden nach einer projektbegleitenden Schulung die Möglichkeit gegeben, Parametervariationen durchzuführen und damit das FE-Modell des Heizblocks und die Software selbst zu testen. Der Kunde hat damit die Gewissheit, dass Ansys Workbench für die Entwicklung und Optimierung des Heizblocks sehr wertvolle Dienste leisten kann.
Für eine schnelle und handliche Bearbeitung und Berechnung wurde die Symmetrie des Heizblocks ausgenutzt und ein Viertelmodell für die thermische Simulation erstellt. Bei der FE-Modellerstellung wurden die temperaturabhängigen Materialeigenschaften und die Kontaktwärmeleitfähigkeiten definiert. Strahlung und Konvektion wurden bei den Kontakten ebenfalls berücksichtigt. Bei der FE-Analyse wurde als erster Schritt eine stationäre, danach z.B. für den Fall Aufheizung eine transiente Analyse durchgeführt. Die Berechnungsresultate konnten stets mit Messergebnissen des im Heizblock integrierten Messfühlers validiert werden.
