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Simulation von Temperaturfeldern

Die virtuelle Wärmebildkamera für Simulanten

CADFEM
Temperaturfelder
Temperaturfelder
Konstruktionsbegleitende Simulation, Temperaturfelder

Thermalanalysen in ANSYS Mechanical - Best Practice zu Heiz- und Kühlaufgaben sowie Ermittlung thermischer Spannungen

Zu heiß? Bei der Auslegung von Strukturen kommt es oft auf eine ausreichende Kühlung an. Andererseits gibt es instationäre Prozesse, die die Einhaltung eines bestimmten Temperatur-Zeit-Profils erfordern. Auch die durch thermische Dehnungen verursachten Spannungen sind bei der ...

Weitere Informationen zum Produkt

Übersicht
Zielgruppe:
Anwender, Student, Dozent
Voraussetzungen:
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Nutzen:
  • Eigenständige, gezielte Planung thermischer Analysen
  • Abbildung von Wärmeleitung, Konvektion, Strahlung und Phasenübergängen
  • Transiente Aufheiz- und Abkühlvorgänge selbst simulieren
  • Lizenz "VDI-Wärmeatlas inside ANSYS" für 3 Monate kostenfrei
Verwendete Software:
ANSYS Mechanical
Zielgruppe
Anwender, Student, Dozent
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Nutzen
  • Eigenständige, gezielte Planung thermischer Analysen
  • Abbildung von Wärmeleitung, Konvektion, Strahlung und Phasenübergängen
  • Transiente Aufheiz- und Abkühlvorgänge selbst simulieren
  • Lizenz "VDI-Wärmeatlas inside ANSYS" für 3 Monate kostenfrei
Verwendete Software
ANSYS Mechanical
Agenda Tag 1
  • Planung thermischer Analysen
  • Wärmeleitung und thermischer Kontakt
  • Konvektive Randbedingungen
  • Thermische Randbedingungen mittels VDI-Wärmeatlas
Agenda Tag 2
  • Strahlungswärme
  • Aufheiz- und Abkühlvorgänge
  • Grundlagen gekoppelter Analysen
  • Fortgeschrittene gekoppelte Analysen
Agenda Tag 3
  • Thermische Analysen von geschichteten oder beschichteten Strukturen
  • Detailanalyse durch Submodelltechnik
  • Berücksichtigung von Phasenübergängen
  • Thermische Beanspruchung elektronischer Bauelemente

Verfügbare Termine

Kein passendes Datum? Sie finden kein für Sie passendes Datum oder wünschen sich eine individuelle Schulung in einem unserer Büros oder in Ihren Räumlichkeiten? Wir unterbreiten Ihnen gerne ein Angebot.

Unser Angebot im Detail

Dieses Seminar wird als 3 Tage Vor-Ort-Seminar angeboten. Es besteht aus 3 Seminartagen und 12 Modulen.

Tag 1

Planung thermischer Analysen

  • Zielsetzung
  • Hierarchischer Modellaufbau (Multilevel Submodeling)
  • Abschätzung des Strahlungseinflusses
  • Abbildung von Werkstoffeigenschaften
  • Ausnutzung von Symmetrien
  • Übung: 2D-Analyse eines Reaktors aus dem Chemieanlagenbau

Wärmeleitung und thermischer Kontakt

  • ​​Physikalische Grundlagen
  • Wärmeübertragung durch Wände und Rohre
  • Stationäre und instationäre Vorgänge
  • Übung:
  • Vorentwurf der Bestückung einer Leiterplatte (PCB)
  • Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung über Kontakte
  • Thermischer Widerstand in Abhängigkeit von Zeit, Ort, Temperatur, Druck oder Spalt
  • Übung: Kontaktverhalten in Abhängigkeit von Kontakttyp, Spalt und Suchradius

Konvektive Randbedingungen

  • ​​Freie und erzwungene Konvektion
  • Ansätze zum Umgang mit der Temperatur eingeschlossener Fluide
  • Beispiel: Lufterwärmung im Inneren eines LED-Leuchtengehäuses
  • Parameterabhängigkeit von Lasten und Randbedingungen
  • Lasten und Randbedingungen aus externen Quellen
  • Übung: Ortsabhängiger Wärmeübergangskoeffizient
  • Übung: Wandtemperaturabhängige Kondensation an einer Behälterwand​

Thermische Randbedingungen mittels VDI-Wärmeatlas

  • ​​Vereinfachte Abbildung von Kühlkanälen im FE-Modell
  • VDI-Wärmeatlas als Quelle zur Abschätzung thermischer Randbedingungen
  • CADFEM-Extension zur Integration des VDI-Wärmeatlas in ANSYS
  • Übung: Untersuchung von Kühlkonzepten für den Batterieblock eines Fahrzeugs (Strahlung, Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung)

Tag 2

Strahlungswärme

  • ​​Physikalische Grundlagen
  • Emissivität
  • Strahlung zur Umgebung
  • Strahlung zwischen Oberflächen, z.B. in Vakuumkammern
  • Annahmen in ANSYS
  • Sichtfaktorberechnung
  • Radiosity-Solver
  • Ausnutzung von Symmetrie
  • Übung: Strahlung in einem Holzkohlegrill
  • Demobeispiel: Strahlung an einem Abschirmblech

Aufheiz- und Abkühlvorgänge

  • ​​Grundlagen und Zeitschrittsteuerung für instationäre Analysen
  • Einfügen stationärer Zustände
  • Auswertung von Zeitpunkten und Zeitverläufen
  • Lösungsmethoden für Nichtlinearitäten
  • Konvergenzkriterien und Konvergenzhilfen
  • Übung: Aufheizen und Abkühlen eines verrippten Rohrsegments​

Grundlagen gekoppelter Analysen

  • Möglichkeiten der Lastübertragung für gekoppelte Analysen
  • Einwegekopplung (schwache oder sequentielle Kopplung)
  • Übertragung von Lasten und Randbedingungen zwischen verschiedenen Netzen
  • Thermisch-mechanische Analysen - Thermospannungen und thermische Dehnungen
  • Abbildung der Umwandlung von Verformungsenergie in thermische Energie durch Dissipation (Plastic Heating und Viscoelastic Heating)
  • Demobeispiel: Elektro-thermisch-mechanische Analyse der Erwärmung eines verpressten Steckers durch Stromfluss
  • Übung: Berechnung des Stromflusses, der ohmschen Verluste und der thermischen Verformungen einer Sicherung
  • Demobeispiel: Instationäre Bewegung durch einseitige Beheizung einer Bimetallmembran

Fortgeschrittene gekoppelte Analysen

  • Arbeiten mit APDL-Befehlsobjekten
  • Umschalten der Eigenschaften thermischer Elemente
  • Selektierbefehle
  • Definition von Tabellen und Feldgrößen
  • Zweiwegekopplung (starke oder direkte Kopplung)
  • Coupled-Field-Elemente
  • Demobeispiele zur Erweiterung von ANSYS Mechanical mittels APDL
  • Aufbringung eines orts- und zeitabhängigen Wärmestroms
  • Temperaturabhängige Wärmequellen
  • Abhängigkeit eines Kontaktwiderstands vom Anpressdruck und der druckabhängigen Kontaktfläche
  • Berücksichtigung von Reibungswärme
  • Wärmeübertragung durch Massentransport

Tag 3

Thermische Analysen von geschichteten oder beschichteten Strukturen

  • Definition von Schichten, z.B. für Composites oder Solarpanel
  • Umgang mit den zusätzlichen thermischen Schalenfreiheitsgraden
  • Aufbringung von Lasten und Randbedingungen
  • Besonderheiten der Kontaktdefinition
  • Auswertung der Temperaturergebnisse geschichteter Elemente
  • Übung: Analyse eines Solarmoduls

Detailanalyse durch Submodelltechnik

  • Thermal-mechanical submodel analysis
  • Preparing the submodel
  • Checking the interpolation of the coarse model on the submodel
  • Exercise: Resolving the notch stress of a heatsink under temperature load

Berücksichtigung von Phasenübergängen

  • Definition der Enthalpiekurve
  • Tipps zu Lösungseinstellungen
  • Ergebnisdarstellung
  • Übung: Analyse eines Latentwärmespeichers

Thermische Beanspruchung elektronischer Bauelemente

  • Thermospannungen und Lebensdauer thermisch belasteter Bauelemente
  • Modellierung von Leiterplatten
  • Werkstoffeigenschaften
  • Lötprozesse
  • Elektromigration
  • Aushärtevorgänge
  • Übung: Vereinfachte Modellierung von PCBs mittels Trace Mapping

Zu heiß? Bei der Auslegung von Strukturen kommt es oft auf eine ausreichende Kühlung an. Andererseits gibt es instationäre Prozesse, die die Einhaltung eines bestimmten Temperatur-Zeit-Profils erfordern. Auch die durch thermische Dehnungen verursachten Spannungen sind bei der Produktentwicklung häufig von Interesse. ​​Dieses Seminar stellt die Möglichkeiten der Temperaturfeldsimulation in ANSYS Mechanical dar.

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

Sie werden befähigt, Aufgabenstellungen der Wärmeübertragung durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung zu lösen. Dabei erlernen Sie auch die geschickte Modellbildung für thermischen Kontakt, Verbundwerkstoffe, Phasenübergang und hochaufgelöste Detailmodelle.
Temperatursimulationen werden häufig mit anderen Analysearten gekoppelt. An Beispielen wird gezeigt, wie konvektive Randbedingungen aus einer Strömungsanalyse übernommen, das Temperaturfeld als Belastung in eine Verformungsanalyse übertragen oder die Auswirkungen elektrisch-thermischer Wechselwirkungen studiert werden können. Besonderer Fokus wird auf praktische Übungen zu allen Anwendungsgebieten gelegt.

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

Haben Sie Fragen zum Seminar?

Deutschland

Bereichsleiter Professional Development
Dr.-Ing. Marold Moosrainer

Österreich

Leiter Technik Österreich

Schweiz / Liechtenstein

Leiter Seminare
Dr. sc. Jörg Helfenstein
Nicht nur zum Üben!

Damit Sie die Theorie auch in die Praxis umsetzen können, haben Sie die Möglichkeit nach Seminarende eine Lizenz für "VDI-Wärmeatlas inside ANSYS" für 3 Monate kostenfrei zu bekommen. Sprechen Sie uns gerne an.

Ergänzende Angebote

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

FAQ

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.

Wo finde ich Informationen zur Anreise und Übernachtungsmöglichkeiten?

An vielen CADFEM Veranstaltungsorten kooperieren wir mit Hotels, die Spezialpreise für unsere Schulungsgäste anbieten. Bei entsprechender Angabe in der Buchungsmaske erhalten Sie mit der Anmeldebestätigung eine Hotelempfehlung. Die Buchung und Kostenübernahme erfolgen direkt beim Hotel durch Sie oder Ihr Unternehmen. Weitere Hotelempfehlungen können Sie jederzeit unter den Geschäftsstellen-Informationen einsehen.

Wann versenden Sie die Rechnung?

Die Rechnung wird unmittelbar nach dem letzten Seminartag an den in der Buchung angegebenen Rechnungsempfänger versandt. Eine Änderung der Rechnungsadresse teilen Sie uns bitte spätestens zu Seminarbeginn mit.

Unser Mitarbeiter ist am Termin verhindert. Ist eine Stornierung des Seminars möglich?

Eine Stornierung ist nur unter bestimmten Bedingungen möglich, die Sie den gültigen AGBs entnehmen können. Eine Alternative ist die einmalig kostenfreie Umbuchung eines bestätigten Seminarplatzes auf einen Ersatzteilnehmer. Aus organisatorischen Gründen ist eine Online-Seminaranmeldung des neuen Teilnehmers unter Angabe des Kommentars „Ersatzteilnehmer für Herrn/Frau Vorname, Nachname“ notwendig. Sollte dieser Seminartermin bereits ausgebucht sein, wenden Sie sich bitte an unser Seminar-Team.

Was muss ich zur Schulung mitbringen?

Sie erhalten alle für Ihre Veranstaltung benötigten Unterlagen vor Ort. Falls weitere Materialien von Ihnen mitgebracht werden sollten oder Sie spezielle Vorkenntnisse benötigen, finden Sie diese Information direkt in der Seminarbeschreibung.

Ab wann erhalte ich Zugriff auf die Seminarunterlagen?

Die Seminarunterlagen erhalten Sie im PDF-Format am ersten Seminartag. Diese stehen auf Ihrem Seminarrechner zur Verfügung und können bearbeitet und kommentiert werden. Über das Kundenportal myCADFEM haben Sie von Ihrem Rechner oder mobilen Geräten aus Zugriff auf Ihre Unterlagen und Seminarbeispiele.

Was ist das Kundenportal myCADFEM?

Im Kundenportal haben Sie unter anderem Zugriff auf Ihre digitalen Seminarunterlagen und Übungsdateien, können uns Ihr Feedback übermitteln und Ihr Teilnahme-Zertifikat herunterladen. Beachten Sie, dass der personalisierte Zugang nur durch Sie genutzt werden darf. Im Falle eines Unternehmenswechsels wird das Konto aus Datenschutzgründen eingefroren.