FEM-Anwendungen

Grundlagen der Finite-Elemente-Analyse mit ANSYS

• Einführung in die Methode der Finiten Elemente (FEM)
• Erste Schritte mit der ANSYS Workbench
• Durchführung einfacher numerischer Simulationen

Geometrieaufbereitung & CAD-Integration

• Arbeiten mit ANSYS SpaceClaim zur Geometriebearbeitung
• Einlesen und Optimieren von CAD- bzw. STEP-Dateien
• Simulationsgerechte Modellvorbereitung

Werkstoffeigenschaften & Netzaufbau

• Auswahl und Definition von Materialien
• Erstellung und Optimierung von FE-Netzen
• Beurteilung der Netzqualität und Konvergenz

Randbedingungen und Belastungsszenarien

• Definition von Lagerungen und Auflagern
• Anwendung mechanischer und thermischer Beanspruchungen
• Erstellung realistischer Lastkombinationen

Statische FEM-Berechnungen

• Analyse von Spannungen, Dehnungen und Verschiebungen
• Bewertung der Simulationsergebnisse
• Ergebnisaufbereitung und Dokumentation

Mehrteilige Strukturen und Kontaktmodellierung

• Simulation komplexer Baugruppen
• Modellierung verschiedener Kontaktarten
• Besonderheiten beim Meshing von Kontaktzonen

Schwingungsverhalten & Thermische Prozesse

• Modalanalyse zur Ermittlung von Eigenfrequenzen
• Simulation stationärer und zeitabhängiger Temperaturverteilungen
• Kombination von thermischen und mechanischen Effekten

Nichtlineare Analyseverfahren & Stabilitätsuntersuchungen

• Berücksichtigung nichtlinearer Material- und Geometrieeigenschaften
• Behandlung von Kontakt-Nichtlinearitäten
• Durchführung von Knick- und Stabilitätsanalysen

Dynamische Simulationen & Zeitverläufe

• Grundlagen der transienten FEM-Simulation
• Analyse dynamischer Vorgänge und Lastverläufe
• Umsetzung eines realitätsnahen Simulationsprojekts

Anwendungspraxis & Kursabschluss

• Bearbeitung eines individuellen Projekts
• Ergebnispräsentation und Diskussion
• Reflexion, Ausblick und Teilnahmezertifikat

In diesem umfassenden Kurs werden fundierte Kenntnisse und praktische Fähigkeiten in der Finite-Elemente-Analyse (FEM) mit ANSYS vermittelt. Die Lernziele sind darauf ausgelegt, Dich zum kompetenten Anwender im Bereich der numerischen Simulation zu machen.

Zunächst wird eine Einführung in die Methode der Finiten Elemente (FEM) gegeben, gefolgt von den ersten Schritten mit der ANSYS Workbench. Hier werden einfache numerische Simulationen eigenständig durchgeführt, um ein grundlegendes Verständnis zu entwickeln.

Ein wesentlicher Bestandteil des Kurses ist die Geometrieaufbereitung und CAD-Integration. Dabei wird der Umgang mit ANSYS SpaceClaim zur Geometriebearbeitung erlernt. Es wird gezeigt, wie CAD- bzw. STEP-Dateien eingelesen und optimiert werden, um eine simulationsgerechte Modellvorbereitung sicherzustellen.

Des Weiteren wird tiefgreifend auf Werkstoffeigenschaften und den Netzaufbau eingegangen. Die Auswahl und Definition von Materialien wird gelehrt, ebenso wie die Erstellung und Optimierung von FE-Netzen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Beurteilung der Netzqualität und Konvergenz, die für präzise Simulationsergebnisse entscheidend ist.

Die Definition von Randbedingungen und Belastungsszenarien bildet einen weiteren Kernpunkt. Es wird vermittelt, wie Lagerungen und Auflager definiert werden, mechanische und thermische Beanspruchungen angewendet und realistische Lastkombinationen erstellt werden.

Im Bereich der statischen FEM-Berechnungen werden Analysen von Spannungen, Dehnungen und Verschiebungen durchgeführt. Die Bewertung der Simulationsergebnisse sowie deren Ergebnisaufbereitung und Dokumentation werden umfassend behandelt, um aussagekräftige Reports zu erstellen.

Für komplexe Systeme wird die Modellierung mehrteiliger Strukturen und Kontaktmodellierung gelehrt. Dabei werden komplexe Baugruppen simuliert, verschiedene Kontaktarten modelliert und Besonderheiten beim Meshing von Kontaktzonen berücksichtigt.

Das Schwingungsverhalten und Thermische Prozesse werden ebenfalls detailliert betrachtet. Die Modalanalyse zur Ermittlung von Eigenfrequenzen wird durchgeführt und sowohl stationäre als auch zeitabhängige Temperaturverteilungen simuliert. Auch die Kombination von thermischen und mechanischen Effekten wird analysiert.

Ein fortgeschrittenes Thema sind die nichtlinearen Analyseverfahren und Stabilitätsuntersuchungen. Hierbei werden nichtlineare Material- und Geometrieeigenschaften berücksichtigt, Kontakt-Nichtlinearitäten behandelt und Knick- und Stabilitätsanalysen durchgeführt.

Abschließend werden in den dynamischen Simulationen und Zeitverläufen die Grundlagen der transienten FEM-Simulation vermittelt. Die Analyse dynamischer Vorgänge und Lastverläufe wird trainiert und ein realitätsnahes Simulationsprojekt umgesetzt.

Die Anwendungspraxis und der Kursabschluss beinhalten die Bearbeitung eines individuellen Projekts, dessen Ergebnisse präsentiert und diskutiert werden. Der Kurs schließt mit einer Reflexion und einem Ausblick auf weitere Anwendungsmöglichkeiten sowie der Vergabe eines Teilnahmezertifikats.