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Simulation

Prozesse beschleunigen mittels 'RISTRA'-Technologie

21. August 2019, 01:30 Uhr   |  Daniel Weber

Prozesse beschleunigen mittels 'RISTRA'-Technologie
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Wenn es um die Simulationen von Konstruktionen geht, müssen sich die Anwender auf zeitintensive Prozesse einstellen. Abhilfe schaffen soll die 'RISTRA'-Technologie, die für die Simulation anstatt auf die CPU auf die GPU zugreift – und so den Prozess enorm beschleunigt.

Konstruiert wird heutzutage mit leistungsfähigen 3D-CAD-Programmen. Das Ergebnis sind Geometriedaten, die über allgemein gebräuchliche Datenformate, wie STEP oder IGES, als Input etwa für die CNC-Fertigung dienen. Doch bevor eine Konstruktion an die Fertigung übergeben wird, muss sichergestellt werden, dass sie den Anforderungen aus dem Lastenheft gerecht wird. Eine Möglichkeit, das Verhalten eines Bauteils vorherzusagen, ist die numerische Simulation. Die Simulation hat, ausgehend von Hightech-Branchen wie Luft- und Raumfahrt sowie Energietechnik, längst den Mittelstand erreicht. Numerische Simulation ist wirtschaftlicher und schneller als der praktische Versuch, ungefährlich für Mensch und Umwelt und liefert reproduzierbare, sichere Ergebnisse. Eines der Ziele ist es, durch schrittweise Veränderung der Parameter, wie zum Beispiel Materialstärken, ein Bauteil zu erhalten, das bei minimalem Materialeinsatz alle Anforderungen an die Festigkeit einhält. 

Um simulieren zu können, muss ein Berechnungsmodell aus den CAD-Daten erstellt werden. Ein spezielles Programm, der sogenannte Präprozessor, zerlegt das Bauteil in kleine Teile, meist sind das Tetraeder, so genannte ‚Finite Elemente‘. Der Berechnungsingenieur parametriert das Berechnungsmodell im Präprozessor durch Angaben zum Material und den Randbedingungen der Belastungen, denen das Bauteil ausgesetzt werden soll. Immer öfter übernehmen aber auch die Konstrukteure diese Aufgabe.

Jetzt kann das Modell an den Solver (Strukturmechaniklöser) übergeben werden. So wird das eigentliche Simulationsprogramm genannt, welches das mechanische Verhalten berechnet. Dieser importiert das Berechnungsmodell und generiert daraus unter Berücksichtigung der partiellen Differentialgleichungen der Strukturmechanik ein lineares Gleichungssystem. Etliche Millionen Gleichungen sind je nach Komplexität der Konstruktion keine Ausnahme. Im Falle der mechanischen Simulation berechnet der Solver, wie sich die vorgegebenen Lastfälle auf die Struktur des Bauteils auswirken. Berechnet werden die Verschiebungen der einzelnen Knoten. In nachfolgenden Schritten werden dann Verzerrungen, Spannungen sowie Knotenkräfte berechnet. Anschließend werden die Ergebnisse grafisch aufbereitet. Gebräuchlich sind Falschfarbenmodelle, die auf einen Blick Auskunft über die Spannungen im Material und die Verformungen geben.

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1. Prozesse beschleunigen mittels 'RISTRA'-Technologie
2. Arbeitsintensiv und zeitraubend
3. Technologiesprung für den Konstruktionsprozess
4. Der Weg zum Optimum
5. Intuitiv und interaktiv
6. 'RISTRA' im Überblick
7. Der Fahrplan

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