Strukturanalyse und FEM-Berechnung für belastbare technische Entscheidungen

Mit moderner Strukturanalyse und FEM-Berechnung machen wir das Verhalten von Bauteilen, Baugruppen und technischen Systemen unter realen Lasten sichtbar. UNIKE unterstützt Industrie, Forschung und Hochschulen dabei, Schwachstellen frühzeitig zu erkennen, Varianten fundiert zu bewerten und Entwicklungsentscheidungen technisch belastbar abzusichern.

Ob lineare FEM-Berechnung, nichtlineare Strukturanalyse, Betriebsfestigkeit, thermisch-mechanische Kopplung oder Optimierung: Wir schaffen die Grundlage für sichere Produkte, weniger physische Prototypen und effizientere Entwicklungsprozesse. Unsere Strukturanalyse folgt keinem Standard-Schema von der Stange. Wir richten das Simulationsmodell an Ihrer technischen Fragestellung aus.

UNIKE unterstützt Sie bei Strukturanalyse und FEM-Berechnung unter anderem dann, wenn Sie:

• Einen Festigkeitsnachweis für ein Bauteil oder eine Baugruppe benötigen
• Verformungen, Spannungen oder kritische Lastpfade verstehen wollen
• Eine Konstruktion leichter, steifer oder robuster auslegen möchten
• Thermische Einflüsse auf die Struktur bewerten müssen
• Die Zahl physischer Prototypen reduzieren wollen
• Eine belastbare Entscheidungsgrundlage für Entwicklung, Freigabe oder Optimierung brauchen

Lineare Strukturanalysen

Hier werden nach Definition der Randbedingungen die auftretenden Spannungen und Verformungen des Bauteils oder Baugruppe innerhalb linearer Gesetzmäßigkeiten für Material und Deformation berechnet.

Dies umfasst folgende Disziplinen:

•  Statistikanalysen
• Beulberechnungen
• Thermik (steady-state)
• Thermomechanik

Modalanalyse in Form von:

•  Normal modes
• Differential Stiffness
• Frequenz response („lineare“ Dynamik)

Nichtlineare Berechnungen

Lineare und nichtlineare dynamische Strukturanalysen im Zeitbereich:

•  Reelle Eigenfrequenzberechnung
• Harmonische Analyse und Dämpfung
• Response – Spectrum Analyse

Thermo-mechanisch gekoppelte Strukturanalysen:

•  Thermische Spannungs- und Dehnungsberechnungen
• Temperaturabhängiges elastisches Material
• Temperaturabhängige Plastizität

Nichtlineare Strukturanalysen:

•  Nichtlineares elastisches Materialverhalten (kleine und große Verzerrungen)
• Elasto- plastisches Materialverhalten (kleine und große Verzerrungen) für isotrope, orthotrope und anisotrope Materialien
• Hyperelastisches Materialverhalten (Elastomere) – Kriechen, Viskoelastizität, Viskoplastizität

Kontaktanalysen (2D und 3D):

•  Deformable – Deformable (diskret und analytisch)
• Rigid – Deformable
• Kontakt mehrerer Körper (2D- und 3D- Flächenkontakte)

Betriebsfestigkeit- und Ermüdungsberechnungen

• Vorhersagen über Lebensdauer von Bauteilen
• Analysen über Rissbildung- und Ausbreitung
• Festigkeitsnachweise nach FKM, EC, DIN EN 13001

Zur Berechnung der hier beschriebenen Fragestellungen setzen wir CAE Fatigue ein!

Thermische Berechnungen

Berechnung von:

•  Ausgleicheffekten
• transiente Wärmedurchgänge
• Konvektionen

Thermalanalysen und thermisch-mechanisch gekoppelte Strukturanalysen:

•  Lineare und nichtlineare Temperaturfeldanalyse
• Thermische Spannungs- und Dehnungsberechnungen
• Temperaturabhängiges elastisches Material
• Temperaturabhängige Plastizität

Gestaltsoptimierung

• Topologieoptimierung für Guss- und Frästeile
• Topographieoptimierung für Steifigkeitsoptimierungen an Blechteilen
• Topometrieoptimierung und Sizing für Gewichtsoptimierung unter Berücksichtigung von Fertigungsvorhaben
• Optimierung von additiv gefertigten Produkten; sowohl für Kunststoffe, als auch für metallische Werkstoffe. Hierbei wird das Produkt, als auch der Herstellungsprozess (z.B. optimale Ausrichtung in der Maschine, im Hinblick auf Stützstrukturen und Verzug) optimiert.