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Simulation von Temperaturfeldern

Die virtuelle Wärmebildkamera für Simulanten

CADFEM
Seminar eLearning
Temperaturfelder
Temperaturfelder
Konstruktionsbegleitende Simulation

Lernen Sie, thermische Analysen in Ansys Mechanical durchzuführen: Best Practice zu Heiz- und Kühlaufgaben sowie Ermittlung thermischer Spannungen.

Temperaturänderungen bestimmen das Produktverhalten stärker als oft angenommen, sie reduzieren die Lebensdauer, verändern Werkstoffeigenschaften und verursachen thermischen Verzug von Baugruppen. Thermische Simulationen können Ihnen viele technische Fragen beantworten: Mit ...

Agenda und weitere Informationen anzeigen

Übersicht
Level:
Aufbau
Zielgruppe:
Anwender, Dozent
Voraussetzungen:
Grundwissen in Ansys Mechanical
Nutzen:
  • Effiziente Abbildung von Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung
  • Transiente Aufheiz- und Abkühlvorgänge selbst simulieren
  • Kopplung an Strömungs-, Struktur- und elektromagnetische Simulationen
  • Eigenständige, gezielte Planung thermischer Analysen
Verwendete Software:
Ansys Mechanical
Level
Aufbau
Zielgruppe
Anwender, Dozent
Voraussetzungen
Grundwissen in Ansys Mechanical
Nutzen
  • Effiziente Abbildung von Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung
  • Transiente Aufheiz- und Abkühlvorgänge selbst simulieren
  • Kopplung an Strömungs-, Struktur- und elektromagnetische Simulationen
  • Eigenständige, gezielte Planung thermischer Analysen
Verwendete Software
Ansys Mechanical
Agenda Tag 1
  • Planung thermischer Analysen
  • Temperaturverteilung innerhalb von Bauteilen und Baugruppen
  • Stationäre Wärmebilanz: Wärmeabgabe an die Umgebung
  • Thermische Dehnungen und Spannungen
Agenda Tag 2
  • Transiente Wärmebilanz: Aufheiz- und Abkühl-Vorgänge
  • Konvektion gemäß VDI-Wärmeatlas
  • Strahlung zwischen Körpern
  • Modellierung thermisch relevanter Bauteile
Agenda Tag 3
  • Wechselwirkungen zwischen Temperatur und Verformungen
  • Aufheiz- und Abkühlvorgänge: Schmelzen und Erstarrung
  • Workshop Thermische Optimierung
  • Fortgeschrittene thermische Berechnungsmöglichkeiten

Jetzt auch als eLearning verfügbar

Wählen Sie Ihren Starttermin: Sie erhalten 24 Monate Zugriff auf alle abgeschlossenen Kursinhalte und zusätzlich auf Ihre fertig installierte AWS Übungscloud für die ersten 30 Tage.

Verfügbare Termine

Nicht das passende Angebot? Kein passender Termin? Ob eLearning, Präsenzkurs, Live Online-Seminar oder Individualtraining - wir finden gemeinsam die richtige Lösung für Sie. Gerne beraten wir Sie persönlich.

Unser Angebot im Detail

Dieses Seminar wird als 3-Tages-Seminar angeboten oder alternativ
als eLearning-Kurs, für den Sie insgesamt 3 Lerntag(e) mit eigener Zeiteinteilung investieren sollten.

Tag 1

01 Planung thermischer Analysen

  • Zielsetzung der Analyse
  • Thermische Spezifikationen des Systems
  • Welche Bauteile müssen im Modell berücksichtigen werden?
  • Auswahl des Modellierungsansatzes
  • Ergänzung vorhandener Eingangsdaten
  • Übung: Modellierung eines Roboterarms

02 Temperaturverteilung innerhalb von Bauteilen und Baugruppen

  • Wärmeleitung und thermischer Kontakt
  • Physikalische Grundlagen
  • Relevante Kennwerte für typische Werkstoffe
  • Wechselwirkung zwischen Bauteilen
  • Konzept des thermischen Widerstands
  • Übung: Temperaturfeld eines Roboterarms analysieren

03 Stationäre Wärmebilanz: Wärmeabgabe an die Umgebung

  • Freie und erzwungene Konvektion
  • Wärmeübertragung durch Strahlung
  • Einflussgrößen
  • Typische Zahlenwerte
  • Konvektion und Strahlung in Ansys Mechanical
  • Übung: Kühlung eines Roboterarms

04 Thermische Dehnungen und Spannungen

  • Thermische Verformung und Drift
  • Verspannung und Thermo-Schock-Bruch
  • Werkstoffkennwerte in der Ansys Materialbibliothek
  • Beispieldaten für häufig genutzte Werkstoffe
  • Übung: Thermische Verspannung einer Linearführung

Tag 2

05 Transiente Wärmebilanz: Aufheiz- und Abkühl-Vorgänge

  • Zusätzliche Werkstoffkennwerte
  • Physik der transienten Wärmebilanz
  • Zahlenwerte für gängige Konstruktionswerkstoffe
  • Modellierung von Aufheiz- und Kühl-Vorgängen in Ansys Mechanical
  • Übung: Aufheizen einer Elektroauto-Batterie während der Fahrt

06 Konvektion gemäß VDI-Wärmeatlas

  • Ermittlung des Wärmeübergangskoeffizienten
  • Ist die Umgebungstemperatur konstant und bekannt?
  • Geschickte Abbildung von Hohlräumen
  • Beispiele aus dem VDI-Wärmeatlas
  • Übung: Dimensionierung eines Batterie-Kühlkreislaufs

07 Strahlung zwischen Körpern

  • Fläche-Fläche-Strahlung
  • Was sind Sichtfaktoren?
  • Typische Emissivitäten
  • Reflektion und Absorption
  • Strahlungsberechnung in Ansys
  • Nichtlineare Solversteuerung
  • Übung: Autobatterie

08 Modellierung thermisch relevanter Bauteile

  • Welche Baugruppen geben Wärme ab?
  • Häufige Wärmesenken
  • Thermische Widerstände, z.B. Wälzlager
  • Sonneneinstrahlung und andere Umwelteinflüsse
  • Komplexe Details homogenisieren, z.B. Spulen
  • Übung: Leistungselektronik mit Luft- und Flüssigkühlung

Tag 3

09 Wechselwirkungen zwischen Temperatur und Verformungen

  • Kopplung zwischen thermischen und mechanischen Effekten
  • Abbildung mit Multiphysik-Elementen
  • Nichtlineare thermo-mechanische Kontakte
  • Blick hinter die Kulissen der Software
  • Fortgeschrittene Effekte: Joule‘sche Wärme, viskoelastische Erwärmung, Reibwärme, …
  • Übung Pressfügen: Aufschrumpfvorgang einer Welle-Nabe-Verbindung

10 Aufheiz- und Abkühlvorgänge: Schmelzen und Erstarrung

  • Stoffgrößen für Phasenübergang und deren Ermittlung
  • Kennwerte für typische Werkstoffe
  • Tipps für thermisch-transiente Simulationen
  • Übung: Phasenwechsel in einem Latentwärmespeicher

11 Workshop Thermische Optimierung

  • Übung: Thermische Optimierung eines Roboterarms
  • Übung: Simulation eines kundenspezifischen Beispiels

12 Fortgeschrittene thermische Berechnungsmöglichkeiten

  • Anwendung von APDL-Programmierung
  • Periodisch sich wiederholende Abläufe
  • Einfache Temperaturregelung
  • Simulation von Schweiß- oder Lötvorgängen
  • Grenzen von Ansys Mechanical
  • Ausblick über weitere Simulationsansätze

Temperaturänderungen bestimmen das Produktverhalten stärker als oft angenommen, sie reduzieren die Lebensdauer, verändern Werkstoffeigenschaften und verursachen thermischen Verzug von Baugruppen. Thermische Simulationen können Ihnen viele technische Fragen beantworten: Mit wie viel Leistung kann ich meinen Motor betreiben, ohne dass er überhitzt? Wie kann ich meine Maschinengenauigkeit verbessern? Welche zusätzlichen Spannungen beanspruchen meine Struktur bei hohen oder tiefen Betriebstemperaturen? Wie muss ich meine Heizung oder Kühlung dimensionieren? Wo muss ich teure Hochtemperaturwerkstoffe einsetzen und wo genügen kostengünstigere? Wie schnell heizt sich mein Apparat auf Betriebstemperatur auf? Anhand von Beispielen aus der Praxis erlernen Sie in diesem Seminar alle wichtigen Aspekte der Simulation von Temperaturfeldern mit Ansys Mechanical.

Dieses Seminar richtet sich an alle Entwicklungsingenieure, Versuchsingenieure und Projektleiter, die Temperaturaufgaben jenseits von Versuch, analytischen Abschätzungen oder Netzwerkabstraktionen mittels 3D-Feldsimulation mit Ansys Mechanical durchführen wollen, um bereits in einer frühen Entwicklungsphase prognosefähige Aussagen liefern zu können.

Sie werden befähigt, Aufgaben der Wärmeübertragung durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung zu lösen. Dabei erlernen Sie auch die geschickte Modellbildung für transiente Vorgänge inklusive Phasenübergang. An Beispielen sehen Sie die Kopplung an andere Analysearten, wie konvektive Randbedingungen aus einer Strömungsanalyse übernommen, das Temperaturfeld als Belastung in eine Verformungsanalyse übertragen oder die Auswirkungen elektrisch-thermischer Wechselwirkungen studiert werden können.

Dr.-Ing. Heiko Schüler
Business Development, CADFEM GmbH, Chemnitz
Dr. rer. nat. Sigrid Lang
Berechnungsingenieur, CADFEM GmbH, Grafing
Ulf Friederichs
Leiter Support, CADFEM (Suisse) AG, Aadorf
Sebastian Hoffmann
Berechnungsingenieur, CADFEM GmbH, Berlin
Johannes Raitmair
Leiter Technik Österreich, CADFEM (Austria) GmbH, Innsbruck

Haben Sie Fragen zum Seminar oder eLearning?

Wann erhalte ich die endgültige Zusage für meine Seminarbuchung?

Unmittelbar nach Ihrer Anmeldung erhalten Sie eine automatische Eingangsbestätigung an die angegebenen E-Mail-Adressen. Nach erfolgreicher Prüfung der von Ihnen angegebenen Daten erhalten Sie innerhalb von 2-3 Werktagen per E-Mail Ihre personalisierte Anmeldebestätigung mit weiteren Informationen zur Seminargebühren, Rechnungsadresse, Hotelempfehlungen etc. 

Sobald die Mindestteilnehmerzahl erreicht ist, erhalten Sie eine endgültige Seminarbestätigung mit weiteren Informationen zur Anreise. Wir empfehlen, die endgültige Reisebuchung erst ab diesem Zeitpunkt vorzunehmen.

Falls die Mindestteilnehmerzahl einmal nicht zustande kommt, behalten wir uns vor, den Seminartermin bis spätestens 7 Tage vor Seminarbeginn abzusagen. Gerne sind wir Ihnen bei der Umbuchung auf einen alternativen Termin behilflich. Bitte beachten Sie, dass wir keine Haftung für bereits vorgenommene Hotel- oder Reisebuchungen seitens der Teilnehmenden übernehmen.

Wann ist Anmeldeschluss für ein Seminar?

Seminarplätze werden grundsätzlich nach der Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Deshalb empfehlen wir Ihnen immer eine frühzeitige Buchung für Ihren Wunschtermin.

Solange ein Seminar noch über freie Plätze verfügt, können diese gebucht werden.

Zu welcher Uhrzeit beginnen und enden die Seminare?

In der Regel beginnen die Seminare um 9:00 Uhr und enden um 17:00 Uhr der jeweiligen Ortszeit. Die konkreten Seminarzeiten werden Ihnen in der Buchungsbestätigung genannt. Bitte beachten Sie, dass je nach Seminarveranstalter eine mögliche Zeitverschiebung zwischen Ihrer Ortszeit und der des Seminarveranstalters bestehen kann. Zur genauen Orientierung enthalten alle Zeitangaben eine Information über die Verschiebung zur Referenz Greenwich Mean Time (GMT).

Kann ich in das eLearning-Angebot unverbindlich testen?

Damit Sie sich ein konkretes Bild von unseren Online-Kursen machen können, bieten wir Ihnen einen Testzugang für das Startmodul eines eLearning-Seminars Ihrer Wahl an. Keine Kosten, keine Kündigungsfrist o.ä. Gleichzeitig können Sie mit diesem Testzugang alle technischen Voraussetzungen für ein reibungsloses Lernen überprüfen. Das Gratis-Modul können Sie einfach aus jedem eLearning-Kurs anfordern.

Wie viel Zeit muss ich für ein eLearning-Seminar einplanen?

Jeder eLearning-Tag besteht aus vier Modulen. Idealerweise planen Sie je Modul zwischen 90 und 120 Minuten ungestörte Lernzeit ein. In diesem Zeitfenster eignen Sie sich das Wissen eines Moduls an und festigen es nachhaltig mit Quizfragen sowie Ansys Übungen. Durch die Unterteilung in Mikro-Lerneinheiten können Sie aber auch kürzere Zeitfenster, zum Beispiel beim Pendeln, optimal nutzen.

Wie lange besteht der Zugriff auf die Lerninhalte?

Voraussetzung für den Zugriff auf die Lerninhalte gebuchter eLearning-Seminare ist der Besitz eines Zugangs zur CADFEM Lernplattform. Dieser besteht für 24 Monate und kann verlängert werden. Während dieser Zeit haben jederzeit Zugriff auf Ihre zahlreichen Videos, PDF-Dokumente und Quizfragen.

Bereichsleiter Professional Development
Dr.-Ing. Marold Moosrainer
Leiter eLearning
Dr.-Ing. Markus Kellermeyer

Ergänzende Angebote

Für den schnellen Einstieg in die Simulation sind die richtige Aus-/Weiterbildung, Hardware und ergänzende Softwareprodukte der Schlüssel zum Erfolg.