FEM: Software • Schulung Entwicklung • Berechnung ... - CADFEM.CH

Infoplaner
FEM: Software • Schulung Entwicklung • Berechnung im Auftrag
• Neuer Ansatz zur Berechnung von Schraubenverbindungen
• Berufsbegleitendes Fortbildungsprogramm für Ingenieure
– Master of Applied Computational Mechanics
• Good Times! Simulation beim Uhrenhersteller IWC
• Virtueller Bersttest schnelllaufender Rotoren
• CAELUM XXen – eine webbasierte und benutzer-orientierte
CAD-Umgebung von Toyota Caelum Inc.
Bilder: AGCO-Fendt
2/2005

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Photography may not accurately represent exact configurations. Microsoft and Windows are registered trademarks of Microsoft in the United States and other countries. Intel, Intel Pentium are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its
subsidiaries in the United States and other countries. All other company and/or product names are trademarks of their respective owners. ©2005 Hewlett-Packard Development Company, L.P.
Auftr.: 44994.2 Motiv: Workstation 64 bit Datum: 17.08.2005 Format: 210 x 297 mm Titel: CAD fem

„Die Welt als Entwicklungsabteilung“ betitelt die TECHNOLOGY
REVIEW in der Ausgabe vom April 2005 einen Hauptbeitrag zu
Innovationsstrategien.
„Die Netzwerkkompetenz ist zum entscheidenden Erfolgsfaktor
von Unternehmen geworden“. Mit diesem Zitat von Achim
Walter, Professor für Innovationsmanagement an der Universität
Kiel, lässt sich die Kernaussage des Beitrags zusammenfassen.
Netzwerke sind besonders vorteilhaft in anspruchsvollen
Nischenmärkten, zu denen die CAE-Dienstleistung (Computer
Aided Engineering) zweifellos gehört. Die Anbieter auf dem
CAE-Markt, hochspezialisierte kleine und mittelgroße Firmen,
sind alleine kaum in der Lage, die umfangreichen Anforderungen
ihrer oft weltweit verteilten Kunden zu erfüllen. Dies ist nur
gemeinsam mit vertrauenswürdigen Partnern möglich.
Deshalb haben wir vor Jahren
die TechNet Alliance gegründet,
ein globales Netzwerk von
CAE-Anbietern und Experten
aus Hochschule und Industrie.
Mitgliedschaft in der Allianz
kann nur durch Einladung
erworben werden. Dies stellt
sicher, dass unsere Partner
kompetent und zuverlässig
sind.
Das Netzwerk erlaubt es uns,
uns auf Kernkompetenzen zu
fokussieren, aber dennoch – zusammen mit anderen Partnern
– komplette Dienstleistungen anzubieten. Auch global. Mit ca.
600 Experten auf dem Gebiet CAE in Europa, Asien und den
USA sind wir zusammen ein in jeder Hinsicht wettbewerbsfähiger
Anbieter.
Durch die Einbeziehung von Partnern in Osteuropa und Asien
können wir im heimischen Markt auch heute noch wettbewerbsfähige
Preise anbieten. Gegenüber dem Kunden sind wir der
Auftragnehmer, arbeiten selbst am Projekt mit und sind verantwortlich
für das Ergebnis. Daraus ergeben sich für den Kunden
zwei Vorteile: Er hat einen Ansprechpartner, den er schon lange
kennt und einschätzen kann, und er erfüllt die Forderung des
Managements, einen günstigen Preis zu erzielen.
Bedeutend für uns ist auch die damit gegebene Chance, am
wachsenden Markt in Osteuropa, Indien, China oder auch
anderswo in Zukunft zu partizipieren und mit unseren Kunden
nicht nur in ihren deutschen, sondern auch in ihren ausländischen
Entwicklungsabteilungen, zusammenzuarbeiten. Damit
sichern wir unsere Zukunft und unsere Arbeitsplätze.
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
CAE-Dienstleistung im globalen Wettbewerb
„Es ist unklug zuviel zu bezahlen,
aber es ist noch schlechter,
zu wenig zu bezahlen.“
„Wenn Sie zuviel bezahlen, verlieren Sie etwas Geld, das ist alles.
Wenn Sie dagegen zu wenig bezahlen, verlieren Sie manchmal
alles, da der gekaufte Gegenstand die ihm zugedachte Aufgabe
nicht erfüllen kann.
Das Gesetz der Wirtschaft verbietet es, für wenig Geld viel Wert
zu erhalten. Nehmen Sie das niedrigere Angebot an, müssen Sie
für das Risiko, das Sie eingehen, etwas hinzurechnen. Und wenn
Sie das tun, dann haben Sie auch genug Geld, um für etwas Besseres
zu bezahlen.“
John Ruskin (Sozialphilosoph, 1819 – 1900)
In Tschechien und Polen haben wir mit SVS FEM und MESco
langjährige, kompetente Partner, auf die wir uns verlassen
können. In Wien wurde im Juli 2005 die CADFEM (Austria)
GmbH gegründet, die neben Österreich auch Kunden in Slowenien,
Ungarn und, wenn der Bedarf wächst, in Rumänien und
Bulgarien, betreuen soll. Um auch in China präsent zu sein, hat
sich die CADFEM International AG Anfang 2005 zusammen mit
unserem japanischen Partner, Cybernet Systems Co. Ltd., an der
Neugründung CCA Engineering Simulation Software Co. Ltd.
in Shanghai beteiligt. Mit einem indischen Partner arbeiten wir
bereits zusammen und planen noch dieses Jahr ein Joint Venture.
Der CAE-Markt wird global. Wir müssen uns darauf einstellen,
dass – wie in der Produktion – mehr und mehr auch CAE-Dienstleistungen
in Niedriglohnlän-
der verlagert werden. 56%
der Befragten einer aktuellen
Umfrage der Zeitschrift Automobil-Produktion
unter 200
OEM und Zulieferern, rechnen
mit einer Verlagerung
von Entwicklungsleistungen
ins Ausland (Automobil-Produktion,
August 2005).
Wir glauben, dass wir mit
unserem Konzept die Zukunft
meistern können.
Der geringste Ingenieur-
Stundenpreis ist nicht alles.
Was zählt, ist auch die langjährige Erfahrung, das Know-how,
die schnelle fl exible Reaktion und die Produktivität. Da können
wir punkten. Zusammen mit unseren Partnern in Niedriglohnländern
können wir Standard-Projekte zu einem insgesamt
wettbewerbsfähigen Preis anbieten. Komplexe Entwicklungsarbeiten
werden sicher auch in Zukunft noch an ansässige Firmen
vergeben. Denn: Bestnoten für die Qualität von Forschung und
Entwicklung gibt es immer noch für den Standort Deutschland
(was auch der Grund ist für den guten fünften Platz als Innovationsstandort
und für die Ansiedlung von GE Global Research
– Europe in München).
Fordern Sie uns heraus!
Dr.-Ing. Günter Müller
Geschäftsführender Gesellschafter
gmueller@cadfem.de
Editorial
1

2
Inhalt
Table of Contents
Editorial _____________________________________________ 1
CADFEM
CADFEM GmbH _________________________________________ 4
20 + Years of CADFEM – Part ll (1996 – 2005) ______________ 5
Die CADFEM Alliance____________________________________ 6
Die CADFEM (Austria) GmbH ist da_______________________ 8
The FEM Parliament: CADFEM Users´ Meeting 2005 ______ 10
CADFEM Nachrichten __________________________________ 12
Partner
Berufsbegleitendes Fortbildungsprogramm für Ingenieure
– Master of Applied Computational Mechanics___________ 15
Virtual Dimension Center (VDC) in Fellbach ______________ 46
Software
CADFEM CAE Software Overview _______________________ 16
Neue Version ANSYS 10.0: Kopplung verschiedener
Berechnungsdisziplinen und 64-Bit Portierung ___________ 18
ANSYS und Mathsoft: Integrierte Lösung
für technische Simulationen ____________________________ 26
Analysis of Structure-borne Sound
with ANSYS/SBSound __________________________________ 27
eCADFEM: Berechnungssoftware nach Bedarf nutzen ____ 32
LSTC: Neues von LS-DYNA, LS-PrePost und LS-Opt________ 34
Case Studies
Konstruktionsbegleitende Berechnung: CADFEM unterstützt
die IAG bei der Entwicklung neuer Pressentypen __________ 9
Heavy Machinery: Simulation and Shared Engineering
at Siempelkamp Group _________________________________ 28
Statik, Magnetfeld, Optimierung:
ANSYS in der Uhrenentwicklung bei IWC ________________ 30
Herausgeber CADFEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafi ng b. München
Tel. +49-(0)8092-70 05-0
Fax +49-(0)8092-70 05-77
E-Mail: marketing@cadfem.de
www.cadfem.de
CADFEM GmbH INFOPLANER 1/2005
Anzeigen/ Alexander Kunz
Koordination/ akunz@cadfem.de
Redaktion Christoph Müller
cmueller@cadfem.de
Layout Astrid Brenner,
KS Computersatz und Druck GmbH,
Ebersberg
FEM Parliament
The Building of the former German
Bundestag in Bonn will be hosting the
23 rd CADFEM Users´ Meeting – International
Congress on FEM Technology
with ANSYS CFX
& ICEM CFD
Conference from
November 9 th to
11 th , 2005.
Page 10
Maurer Söhne:
Innovations in Steel
Maurer Söhne is an innovative and worldwide
leading company in structural steelwork.
Where products can be found e.g.
on a number of large bridges all over the
world.
Seite 38
Formulation of Finite Nonlinear
Anisotropic Elasticity
in ANSYS 10.0
Developers of a new anisotropic material
formulation available in ANSYS 10.0
give a theoreticalbackground.
Page 22
Produktion KS Computersatz und Druck GmbH,
Ebersberg
Aufl age 35.000 Exemplare

Servus Österreich!
Die CADFEM (Austria)
GmbH ist da
Seit 1. Juli 2005 existiert die CADFEM
(Austria) GmbH. Wer dahinter steckt
und warum der Zusatz „Austria“ nicht
fahren Sie auf
Seite 8
Simulation von Bersttests
schnelllaufender Rotoren
Simulationsergebnisse von LS-DYNA von
schnell drehenden Bauteilen wie Turboladern
zeigen eine sehr hohe Korrelation
mit Versuchswerten.
Ein Beispiel.
Seite 36
Webbasiert und benutzerorientiert:
Neues CAD-System
von Toyota Caelum Inc.
Caelum XXen von Toyota Caelum Inc. aus
Japan gehört zu einer ganz neuen Generation
von CAD-Systemen, die eine benutzerorientierteMethodik
und webbasierte
Funktionalität bieten.
Seite 44
Copyright
© 2005 CADFEM GmbH. Alle Rechte vorbehalten. Gedruckt
in Deutschland. Jede Verwertung außerhalb der engen
Grenzen des Urheberrechtsschutzes ist ohne Zustimmung der
CADFEM GmbH unzulässig. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen,
Übersetzungen, Mikroverfi lmungen und die Einspeicherung
und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
CADFEM GmbH INFOPLANER 1/2005
Auslegung und Simulation
kopfaufschlagtauglicher Motorhauben __________________ 35
Simulation von Bersttests schnelllaufender Rotoren
mit der expliziten FE-Methode __________________________ 36
Maurer Söhne: Innovations in Steel _____________________ 38
Applications and Technology
ANSYS 10.0: Transiente thermische Berechnung
in Workbench integriert________________________________ 20
ANSYS 10.0: Formulation of Finite Nonlinear
Anisotropic Elasticity ___________________________________ 22
Ein neuer Ansatz zur Berechnung
von Schraubenverbindungen ___________________________ 24
Locking-Phänomene: Schublocking _____________________ 40
Gottfried Wilhelm Leibniz: philosopher,
mathematician, physicist engineer, … ____________________ 42
CAD & KBE
Wettbewerbsvorteile durch Konstruktionsautomatisierung _ 43
Webbasiert und benutzerorientiert:
Neues CAD-System von Toyota Caelum Inc. ______________ 44
CADFEM Recommendations
Mediation: Außergerichtliche Konfl iktlösung
als alternative Form der Streitbeilegung __________________ 47
Wohin in Grafi ng und Umgebung? ______________________ 48
Kriminalroman vom Ingenieur für Ingenieure ____________ 49
Veranstaltungen_______________________________________ 50
Advertisments
Hewlett-Packard GmbH ________________________________ U2
Webasto (Stellenangebot)_______________________________ 9
Encyclopedia of Computational Mechanics ______________ 51
CADFEM Hardware ____________________________________ U3
Directions _____________________________________________ U4
Warenzeichen/eingetragene Warenzeichen
Alle in diesem Heft genannten Produkte sind ein Warenzeichen
bzw. eingetragenes Warenzeichen der jeweiligen
Eigentümer/Hersteller. Aus dem Fehlen der Markierung
kann nicht geschlossen werden, dass eine Bezeichnung ein
freier Warenname ist.
Irrtümer und Änderungen vorbehalten.
Trademarks
All product and company names referred in this magazine
are registered trademarks or trademarks of their respective
companies. Missing trademark symbols do not indicate that
names of companies and products are not protected.
All information subject to mistakes and alteration.
Inhalt
3

4
CADFEM GmbH
Since the founding days of our company in 1985, the CADFEM
name has always stood for excellence in software solutions
and customer services. Our expertise, long-standing experience,
90 highly motivated employees, tight partnerships
with major software makers and connections to numerous
research institutes take us one step ahead in a highly competitive
market. Close cooperation between our departments
and with our customers, as well as alliances with companies
from all over the world build a solid foundation for effi cient
engineering.
Software and Hardware Sales
Since CADFEM offers only the world´s leading fi nite element
tools, you can trust our numbers. No matter what your analysis
needs look like, our products ANSYS, LS-DYNA, ANSYS
CFX, Moldfl ow, or ICEM CFD cover virtually the full spectrum
of general-purpose simulation applications. A wide range
of special-purpose tools, such as Diffpack or OptiSLang,
completes our product line. A new service is eCADFEM
(www.eCADFEM.com), where an increasing number of our
products is available for temporary usage.
Last but not least: CADFEM has teamed up with leading computer
makers. That is why we can get customers the hardwaresoftware
installation their business needs.
CAE Seminars
Whoever wants to learn fi nite element methods will fi nd an
adequate seminar in the CADFEM training schedule; ANSYS or
LS-DYNA related or independent.
CADFEM GmbH – Germany
• FEM-Software:
Dr.-Ing. Jürgen Vogt
Phone +49(0)80 92-70 05-19, E-Mail: jvogt@cadfem.de
• Hardware:
Manfred Bayerl
Phone +49(0)80 92-70 05-39, E-Mail: mbayerl@cadfem.de
• CAE-Seminars:
Marc Vidal
Phone +49(0)80 92-70 05-18, E-Mail: mvidal@cadfem.de
• ANSYS Service:
Erke Wang
Phone +49(0)80 92-70 05-28, E-Mail: ewang@cadfem.de
• LS-DYNA Service:
Wolfgang Lietz
Phone +49(0)160 96 36 19 65, E-Mail: wlietz@cadfem.de
• LS-DYNA Support:
Dr.-Ing. Ulrich Stelzmann
Phone +49(0)371-267 06-1, E-Mail: ustelzmann@cadfem.de
CADFEM GmbH
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
ANSYS Services
We know that fi nite element analysis can be tough. But with
CADFEM´s ANSYS training and support services you have one
less thing to worry about. When the numbers get too tough,
our support team is ready to assist via phone, fax, e-mail, onsite
or internet collaboration (WebEx).
LS-DYNA Services
The LS-DYNA Services group of CADFEM supports users of this
software with a complete range of accompanying and additional
services. Whenever analysis challenges get explicit, don´t
hesitate to contact CADFEM´s experienced and highly skilled
LS-DYNA team.
FEM and KBE Consulting
Let the CADFEM consulting team do your jobs. Experienced
specialists are available to help when customers face bottlenecks
or require specifi c know-how. If you can´t wait to apply
fi nite element technology in its full range, we offer relief.
Apart from FEM, CADFEM is pioneering applications for Knowledge-based
Engineering (KBE) and Data Quality Management.
Research & Development
This CADFEM department is doing the customization of existing
software tools and the development of user, company or
industry specifi c solutions, such as the Virtual Paint Shop tool.
Also a tight cooperation with universities and research institutes
is an important task of this group.
• Consulting:
Klemens Rother
Phone +49(0)80 92-70 05-16, E-Mail: krother@cadfem.de
• Knowledge-based Engineering:
Thomas Schneider
Phone +49(0)80 92-70 05-24, E-Mail: tschneider@cadfem.de
• R&D:
Dr.-Ing. Cord Steinbeck-Behrens
Phone +49(0)51 36-880 92-17, E-Mail: csb@cadfem.de
CADFEM AG – Switzerland
General Information:
Markus Dutly
Phone +41(0)52-368 01-01, E-Mail: markus.dutly@cadfem.ch
CADFEM (Austria) GmbH – Austria
General Information:
Marc Brandenberger
Phone +43(0)1 587 7073-10,
E-Mail: marc.brandenberger@cadfem.at
TechNet etAlliance
CADFEM is a founding member of Technology Network Alliance AG
– www.CAEworld.com

20 + Years of CADFEM
Part II (1996 – 2005) – (part I was published in Infoplaner 1/2005)
CADFEM 1996 – 2005
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
1996
• The number of employees of CADFEM exceeds 30
• The fi rst Swiss Users Meeting takes place in Lucerne (55 attendees)
• CADFEM opens a new offi ce in Chemnitz and a Representation in Moscow
• Partnership with SVS FEM (CZ) und MESco (PL)
• Expansion of software portfolio: FLOTRAN, EMAG, FALANCS
1997
• Start of activities in the area of Knowledge-based Engineering
• Start of hardware sales & service activities
• Start of development of VirtualPaintShop in cooperation with BMW Group
• Seminarplaner magazine is published for the fi rst time
1998
• CADFEM initiates and co-founds Technology Network Alliance AG, a global network of
CAE companies
1999
• Expansion of software portfolio: FAST-FORM, T-SIM, B-SIM, FEMAP, Autopipe, STONErule,
DesignQA and others
• First “professional” web-page
2000
• inuTech GmbH is founded – Mathematics, Optimization
• Numerica s.r.l., Firenze, Italy is founded – LS-DYNA distribution for Italy
2001
• First Russian CADFEM Users´ Meeting in Moscow
• CADFEM opens a new offi ce in Berlin
• CADFEM headquarters in Grafi ng expands to “Wildbräugebäude”
• Largest CADFEM booth ever at CeBIT trade fair, shared with partner companies of
TechNet Alliance
• Dynardo GmbH is founded – Stochastics, Optimization, Robustness Analysis
2002
• 20th CADFEM Users´ Meeting in Friedrichshafen with more than 550 guests and “living
legends of FEM” Hallquist, MacNeal, Swanson
• CADFEM service team introduces Webex for online support
• AeroFEM GmbH is founded – Aerospace engineering
• ANSYS 7.0 includes Workbench Environment
2003
• PlastSim GmbH is founded – Injection molding, Thermoforming
• CFX is acquired by ANSYS, Inc. CADFEM and new established ANSYS Germany GmbH start
close cooperation
2004
• First joint users conference from CADFEM and ANSYS Germany GmbH in Dresden
• CADFEM initiates international LS-DYNA alliance and LS-DYNA internet portal
(www.lsdyna-portal.com)
• CADFEM and partners initiate ESoCAET to offer a Master Program in Applied Computational
Mechanics
2005
• CADFEM participates as exhibitor at SAE2005 in Detroit
• Foundation of CADFEM (Austria) GmbH
• CADFEM celebrates its 20th anniversary
VirtualPaintShop (1997)
TechNetAlliance
Technology Network Alliance AG
TechNet Alliance, a global network of
CAE companies (1998)
st professional web-page (19
First issue of ANSYS Workbench (2002)
Additional offi ces and seminar rooms in
the “Wildbräugebäude” (2002)
Dr. John Swanson, Dr. Richard MacNeal,
and Dr. John Hallquist at the
20 th CADFEM Users´ Meeting 2002
in Friedrichshafen.
CADFEM
5

6
Die CADFEM Alliance
Die CADFEM GmbH hat sich in den 20 Jahren ihres Bestehens
mit rund 90 Mitarbeitern und 22 Millionen Euro Jahresumsatz
zu einem führenden Unternehmen der CAE- Branche entwickelt.
Sie ist mit fünf Geschäftstellen in Deutschland vertreten und
unterhält seit fast zehn Jahren eine Repräsentanz in Moskau.
Das starke Wachstum der Anfangsjahre hat sich in den letzten
Jahren etwas abgeschwächt. Das liegt vor allem daran, dass der
Firmengründer sich an Neugründungen beteiligt hat. Die Firma
hat sich also mehr in die Breite entwickelt – zur CADFEM Alliance,
die im Folgenden vorgestellt wird.
Mit den Partnern der Allianz kann CADFEM seine Kompetenz
ergänzen und so ein umfangreiches Portfolio – auch global
– anbieten. Wirtschaftlich macht eine Allianz Sinn: Aufwände
an Zeit und Geld sind überschaubar und minimieren das Risiko.
Ein wesentlicher Nachteil der Allianz, die schwache Bindung, soll
nicht verschwiegen werden. Dieses Minus kann jedoch durch
sorgfältige Wahl von integren Partnern minimiert werden.
Auch ein anderer Aspekt soll erwähnt werden: Mit der Gründung
von Firmen wird jungen, unternehmerisch denkenden
Menschen eine Perspektive geboten. Durch die Anbindung an
ein etabliertes Unternehmen wird der Start für die jungen Unternehmer
erheblich erleichtert und auch abgesichert.
Direkt ist CADFEM an der Teraspect GmbH in Ebringen bei
Freiburg beteiligt. Indirekte Beteiligungen über die CADFEM
International AG bestehen an der CADFEM AG, der CADFEM
(Austria) GmbH, der AeroFEM GmbH, der inuTech GmbH, der
Dynardo GmbH, der Numerica s.r.l., der PlastSim GmbH und der
CCA Engineering Simulation Software Co. Ltd. in Shanghai.
Teraspect GmbH entwickelt Unternehmenssoftware speziell für
Firmen unserer Art, also Ingenieurbüros und Softwareanbieter.
Die CADFEM AG in der Schweiz feiert dieses Jahr bereits ihren
10. Geburtstag. Neben der Zentrale in Aadorf (bei Zürich)
besteht heute ein Büro in Lausanne zur Betreuung französisch
ERP-/Unternehmenssoftware
www.teraspect.de
FEM-Simulation mit Schwerpunkt
Luft- und Raumfahrt
www.aerofem.com
Angewandte Mathematik & Optimierung
www.inutech.de
Partner
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
sprechender Kunden. Jüngstes Kind ist die CADFEM (Austria)
GmbH in Wien. Das Portfolio beider Firmen entspricht im
Wesentlichen dem der GmbH in Deutschland.
Die AeroFEM GmbH in Ennetbürgen (Schweiz) konzentriert
sich, wie der Name erahnen lässt, auf Aufgaben der Luft- und
Raumfahrtindustrie.
inuTech GmbH in Nürnberg legt den Schwerpunkt auf angewandte
Mathematik und Optimierung. Das wesentliche Produkt
von inuTech, Diffpack, wird weltweit über Partnerfi rmen
vertrieben. Wenn immer Sie eine Differentialgleichung zu lösen
haben, die nicht von einem Standard- FE-Programm abgedeckt
wird, kann Ihnen Diffpack helfen. Dies ist aber nur eine von
vielen Aufgaben, für die das Programm herangezogen werden
kann. Zu den Kunden zählen namhafte Forschungsinstitute und
Firmen wie NASA, XEROX und Nestle. Mitgesellschafter in dieser
Firma ist Prof. Schittkowski von der Universität Bayreuth, der in
der mathematischen Fachwelt einen hervorragenden Ruf hat.
Die Dynardo GmbH in Weimar beschäftigt sich vornehmlich
mit Stochastik und Optimierung. Professor Bucher von der
Bauhaus Universität Weimar sichert als Mitgesellschafter den
Anschluss an die Wissenschaft. Er ist weltweit bekannt für seine
Forschungen auf dem Gebiet der Stochastik. Mit OptiSLang
bietet Dynardo ein Programm zur Lösung von Aufgaben der
Optimierung, der Stochastik und der Robustheitsbewertung.
Letzteres ist ein Thema, das in Zukunft sehr viel Bedeutung
bekommen wird, da Bauteile immer stärker optimiert werden,
damit aber auch anfälliger auf Streuungen der Materialwerte
oder Randbedingungen sind. Robert Bosch GmbH und die BMW
Group kann Dynardo bereits zu den Kunden zählen.
PlastSim GmbH spezialisiert sich auf die Simulation der Fertigung
von Kunststoffbauteilen (Spritzgießen), aber auch der
Festigkeit. Die erste Aktivität der noch jungen Firma bestand in
der Mitwirkung an der Entwicklung der MOLDFLOW - ANSYS
Schnittstelle.
Numerica s.r.l., Firenze ist das Bindeglied zu unserer Partnerfi
rma EnginSoft s.r.l. in Italien. Hauptaufgabe ist Vertrieb, Unter-
Stochastik und Optimierung
www.dynardo.com
Simulation von Produktionsprozessen
im Kunststoffbereich
www.plastsim.com

stützung und Schulung für LS-DYNA in Italien.
Um am aufstrebenden chinesischen Markt zu partizipieren und
die Entwicklungsabteilungen unserer Kunden in China zu unterstützen,
sind wir Anfang 2005 ein Joint Venture mit unserer seit
langen Jahren befreundeten japanischen Firma CYBERNET eingegangen
und haben die Firma CCA Engineering Simulation
Software Co. Ltd. in Shanghai, China gegründet. Diese soll
Ende des Jahres bereits 10 Mitarbeiter haben.
Zusammen mit der CADFEM GmbH zählt die Allianz mehr als 140
Mitarbeiter. Damit sind wir ein bedeutender CAE-Anbieter, nicht
nur nach deutschem Maßstab, sondern auch international.
Im Gespräch sind Beteiligungen in den Ländern Frankreich,
Spanien, Polen, Indien und Südamerika. In Vorbereitung sind
Neugründungen von Firmen auf dem Gebiet der Weiterbildung
in CAE (ESoCAET – Masterprogramme für Ingenieure), der
Simulation in der Biomechanik (CADFEM medical GmbH) und
Jüngste Mitglieder der CADFEM International AG
CAE in China
11. Januar 2005: CADFEM International AG gründet in
einem Joint Venture mit der befreundeten japanischen
Firma CYBERNET die CCA Engineering
Simulation Software
Co. Ltd. Aufgabenschwerpunkt
ist der Vertrieb, die Berechung
und die Schulung auf dem
Gebiet der CAE Software.
LS-DYNA Software und Dienstleistungen
in Italien
www.numerica-srl.it
FEM-Software und Dienstleistungen in China
www.cca-es.com
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
„Digitale Stadt“ (virtualcitysystems GmbH). Mehr darüber nach
deren Gründung.
Eingebunden sind selbstverständlich alle diese Firmen in die
TechNet Alliance, dem globalen CAE-Netzwerk, über das
schon mehrfach im Infoplaner berichtet wurde.
Allianzen und Netzwerke passen gut zu unserer Unternehmensphilosophie.
Sie erfordern minimalen Aufwand für Management und Organisation.
Sie bauen auf Vertrauen auf, eine ausgewogene Balance
aus Geben und Nehmen gilt als ungeschriebenes Gesetz. Neugierde
und Offenheit für andere als die eigenen Themen, die
Bereitschaft, Lösungen anderer Partner mit zu vermitteln, und
aktive Teilnahme und Interaktion werden ebenfalls vorausgesetzt.
Last but not least: Allianzen sind „Coopetition“ – nicht nur
„Cooperation“, ein bisschen „Competition“ ist auch dabei.
CAE in Österreich
1. Juli 2005: Die CADFEM (Austria) GmbH wird gegründet.
Ähnlich wie bei der CADFEM GmbH und der CADFEM AG
liegt der Schwerpunkt auf dem Vertrieb, der Berechnung
und der Schulung der angebotenen Software wie z.B: ANSYS
oder LS-DYNA. Aufgrund der örtlichen Nähe werden vor
allem die österreichischenKunden
profi tieren.
FEM-Software und Dienstleistungen
in Deutschland, Schweiz und Österreich
CADFEM GmbH CADFEM AG CADFEM (Austria) GmbH
www.cadfem.de www.cadfem.ch www.cadfem.at
A global network of
CAE companies
www.CAEworld.com
TechNetAlliance
Technology Network Alliance AG
Partner
7

8
Servus Österreich!
Die CADFEM (Austria) GmbH ist da
Seit dem 1. Juli 2005 ist es nun defi nitiv soweit: Nach dem
üblichen, etwas steinigen Weg durch die Instanzen wurde die
CADFEM (Austria) GmbH gegründet.
Unsere lokale Verankerung soll der Zusatz ‚Austria’ zeigen. Weil
er für eine neu gegründete Firma nicht selbstverständlich ist,
sind wir schon etwas stolz darauf, dass die Behörden uns als
ein führendes Unternehmen in der CAE-Branche in Österreich
eingestuft und den Landesnamen in der Firmierung zugebilligt
haben. Ein wichtiges Argument dafür waren unsere über 100
österreichischen Kunden, u.a. MAN, VA Tech, Andritz, Swarovski,
Siemens, Liebherr sowie zahlreiche KMU’s und technische
Büros. Auch die Hochschulen des Landes setzen auf unsere
Produkte. So werden an den TUs, vielen FHs sowie mittlerweile
auch HTLs Kurse mit ANSYS angeboten und mit unseren Programmen
Forschungsarbeit betrieben.
Für CADFEM (Austria) GmbH stehen im Moment 2 Personen:
DI Marc Brandenberger als Geschäftsführer und Vetriebsmann,
sowie Ing. Wolfgang Artner, zuständig für Projekte und Support.
Weiterer Zuwachs ist geplant, sobald wir uns etabliert haben.
Von rechts nach links: Steuerberater Dr. Mlejnek, Notar Dr. Wiedermann,
Marc Brandenberger und Markus Dutly beim Notariatsakt.
Ing. Wolfgang Artner durchlief seine Ausbildung an der HTBLuVA
Wiener Neustadt in den Bereichen Maschinenbau und Automatisierungstechnik.
Danach war er 5 Jahre bei der Firma IAG als Konstrukteur
im Sondermaschinenbau tätig,
wo er die CADFEM Produkte DesignSpace,
ANSYS und RiFEST in der Produktentwicklung
einsetzte (siehe nebenstehender
Artikel). Nach einem Wechsel zur
Firma Battenfeld (Spritzgiessmaschinenbau),
wo er als Entwicklungs- und
Berechnungsingenieur arbeitete, kehrte
er zu IAG zurück, bevor er sich dann
CADFEM anschloss.
CADFEM
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Mit Wolfgang Artner haben wir einen ausgewiesenen Spezialisten
für Produktentwicklung im Sondermaschinenbau erhalten.
Nutzen Sie seine in vielen Praxisjahren erprobten Kenntnisse
des engen Zusammenspiels von Konstruktion und Berechnung
mit den damit verbundenen Zeit- und Kostenersparnissen!
Marc Brandenberger hat Maschinenbau an der ETH Zürich studiert
und dabei die Vertiefungsrichtungen Robotik und Mechanik
belegt. Nach der Ausbildung war er 5 Jahre bei Sulzer Innotec,
dem F&E-Zentrum des Sulzer Konzerns, tätig, wo er sich vor allem
mit Mehrkörperdynamik-Simulationen (ADAMS) und allgemeinen
System-Simulationen (Matlab) beschäftigte.
1999 ging er zur CADFEM AG
nach Aadorf. Nach anfänglichen Projektbearbeitungen
mit ANSYS und LS-DYNA
wechselte er in den Vertrieb. Durch
diverse Geschäftsreisen lernte er Österreich
und insbesondere Wien kennen
und schätzen, wo er nun den jüngsten
Spross der CADFEM Allianz führt.
Das Büro der CADFEM (Austria) GmbH befi ndet sich im Herzen
Wiens: im 4.Bezirk gleich beim Naschmarkt. Dort nutzen wir
auch die bestens ausgerüsteten Schulungsräume der Firma
CTR, unserem Vermieter. Natürlich werden wir für unsere
Kunden oft in ganz Österreich unterwegs sein und Schulungen
auch dezentral anbieten.
Autor und Ansprechpartner
Marc Brandenberger
CADFEM (Austria) GmbH
Tel.: +43 (0)1 587 70 73 10
E-Mail: marc.brandenberger@cadfem.at
www.cadfem.at
Naschmarkt in Wien;
gleich in der Nähe des
Büros von CADFEM
(Austria) GmbH
Die vollständige Adresse der CADFEM (Austria) GmbH
fi nden Sie auf der Rückseite dieses Infoplaners.

Bild 2
Zu Beginn des Entwicklungsprozesses steht die Idee, die es
zunächst einmal in Worte und Skizzen zu fassen gilt. Funktions-
und Ablaufpläne helfen das technische System besser zu
verstehen. Die Konstruktion der Reibbelagpresse erfolgt dann
in Solid Edge mit parametrischen Skizzen im 2D-Entwurf und
im 3D-Modell.
Wächst der Entwurf, wachsen auch die Fragestellungen.
Welche Variante ist zu bevorzugen? Welche Lösung bietet
das Optimum aus Spannungen, Verformungen, Gewicht und
Kosten?
Durch die assoziative Anbindung von ANSYS Workbench an
die CAD Umgebung werden Untersuchungen entwicklungsbegleitend
von Anfang an mit minimalem Zeitaufwand durchgeführt.
Zu Beginn steht dabei meist ein qualitativer Vergleich mehrerer
Designvarianten. Mittels Parameterstudien und dem dabei
durchgeführten Parameteraustausch bleiben CAD und FE-
Modell automatisch auf dem gleichen Stand.
Durch den Einsatz
Bild 1
des DesignModelers
kann das Simulationsmodell
immer vom
originalen, sich stetig
weiterentwickelnden
CAD-Modell abgeleitet
werden. Dadurch ist es
möglich, die gleichen
simulationsspezifi schen Geometrie-Änderungen (Defeaturing
u.ä.) immer wieder auf das aktuelle CAD-Modell anzuwenden.
Das Simulationsmodell ist somit immer auf dem neuesten
Stand und bereit für weiterführende Berechnungen. (Bild 1:
Werkzeugaufnahme mit Schnellwechselsystem, Verformung
der Trägerplatte).
Im Laufe des Projektfortschritts ändert sich die Simulation mehr
und mehr zu einer detaillierten Untersuchung einzelner, favorisierter
Designs. Ist die Entscheidung für eine Variante einmal gefällt,
ist es Zeit für
„klassische“ Berechnnungsaufgaben.Festigkeitsberechnungen,Bewertung
von Schweißnähten,Dimensionierung
von Schrauben,
Bolzen und anderen
Maschinenelementen.
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Konstruktionsbegleitende Berechnung:
CADFEM unterstüzt die IAG bei der Entwicklung
neuer Pressentypen
Bei dem Presszylinder zum Beispiel müssen die Deckelschrauben
und die Schweißnähte hinsichtlich Dauerfestigkeit nachgewiesen
werden.
Die Schraubenauslegung wird in Anlehnung an VDI2230 durchgeführt,
wobei die FEM hier einen erheblichen Zeitvorteil gegenüber
der analytischen Methode liefert, denn die herrschenden
Schraubenkräfte können direkt der Simulation entnommen
werden.
Der Festigkeitsnachweis des Zylinderrohres erfolgt nach der
FKM Richtlinie. Sowohl die statischen Maximalbeanspruchungen
durch Prüfl asten, als auch die im Betrieb auftretenden
Dauerlasten werden in der Berechnung berücksichtigt. Mit der
Submodelltechnik sind genaue Auswertungen beanspruchter
Bereiche möglich.
Jetzt zeigt die Konstruktion,
dass sie auch
hält, was sie verspricht.
Natürlich assoziativ,
um im Bedarfsfall mit
minimalem Aufwand
Änderungen am CAD
Modell und neuerliche
Berechnungen durchführen
zu können.
Autor und Ansprechpartner für
• Konstruktionsnahe FEM-Berechnung
Wolfgang Artner
CADFEM (Austria) GmbH
Tel.: +43 (0)1 587 70 73 11
E-Mail: wolfgang.artner@cadfem.at
IAG – Bei der IAG Industrie Automatisierungs GmbH
werden Sondermaschinen und Automatisierungsanlagen
im Allgemeinen und insbesondere Pressautomaten
für die Reibbelagherstellung entwickelt und gebaut.
Am Standort in Weikersdorf (Niederösterreich) sind
derzeit ca. 70 Mitarbeiter beschäftigt.
Auf Anlagen aus dem Hause IAG werden jährlich ca.
200 Mio. Bremsbeläge produziert, dies bedeutet einen
Marktanteil von über 30%. Die Originalausstattung
von PKW’s erfolgt fast ausschließlich mit auf IAG Anlagen
hergestellten Belägen. Die sechs größten Produzenten
weltweit sind Kunden von IAG. www.iag.at
Case Studies
Bild 3
9

10
Bundeshaus Bonn, Germany
The FEM Parliament
23rd CADFEM Users´ Meeting
An extra-ordinary session of the FEM Parliament will take place
this year in the city of Bonn on the Rhine, birthplace of Beethoven,
and, from 1949 to 1990, Capital of the Federal Republic of
Germany. The former assembly room of the German Bundestag,
where important political fi gures like Konrad Adenauer, Willy
Brandt, Helmut Schmidt, and Helmut Kohl must surely have had
to “simulate” at times to convince delegates about their points
of view, will host the largest annual conference on analysis and
simulation in Europe.
The main topic on the agenda will be the numerical analysis of the
laws of physics. Lecturers will base their presentations mainly on
reports about extraordinary engineering skills and achievements,
often using the ANSYS, LS-DYNA, CFX, ICEM CFD, Diffpack,
OptiSLang, VPS, FTI and Moldfl ow programs.
CADFEM
International Congress on FEM-Technology
with ANSYS CFX & ICEM CFD Conference
10 th – 12 th November 2005
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Under the auspices of
During plenum sessions and committee meetings dealing with
different application areas of simulation (for more detailed
information, please refer to the “Conference Sessions / Program
Overview”), delegates of the CAE Party from industry and
research will report on how they requested, and achieved, a vote

of confi dence in the quality of their products, by using state-ofthe-art
simulation technology. About 200 lecturers dealing with
simulation applications at companies like Airbus, Bosch, DaimlerChrysler,
Heller, Siemens, ThyssenKrupp, VA Tech, Voith and
many more, as well as latest developments of research institutes
and universities, are expected. Furthermore, Prof. Erwin Stein and
Dr. John Swanson, who are both worldwide noted for their contributions
to research and industry.
You will fi nd detailed information about the sessions, application
and lectures awaiting you in Bonn on www.usersmeeting.com.
ANSYS designs, develops,
markets and globally supports
engineering simulation solutions
used to predict how product designs will behave in manufacturing
and real-world environments. Its integrated, modular and
extensible set of solutions addresses the needs of organizations
in a wide range of industries. ANSYS’ solutions qualify risk,
enabling organizations to know if their designs are acceptable
or unacceptable – not just that they will function as designed.
www.ansys.com
HP is a technology solutions provider to consumers,
businesses and institutions globally. The
company is offerings span IT infrastructure,
global services, business and home computing,
and imaging and printing. HP provides world leading
workstation and server technology for CAE solutions, like
ANSYS, LS-DYNA, and many others. For the four fi scal quarters
ended April 30, 2005, HP revenue totalled $83.3 billion.
www.hp.com
Intel, the world‘s largest chip maker, is
also a leading manufacturer of computer,
networking and communications products.
These products represent the building blocks that may enable
technology suppliers to develop game changing solutions that
transform businesses by delivering the next generation services
and solutions though open-architecture fl exibility, with
superior affordability and outstanding performance. Additional
information about Intel is available at www.intel.com/
pressroom and at www.intel.com/go/manufacturing.
For over two decades,
Moldfl ow’s software
solutions have brought the promise of “better, faster,
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Sponsors of the 23 rd CADFEM Users´ Meeting –
For the 20th anniversary of CADFEM respectively the
15th anniversary of CFX we have chosen a special
location for the social event: Hotel Petersberg.
The conference will also include a large exhibition of suppliers of
hardware, software, and services, offer participants unlimited
opportunities to discuss with experts, and interesting social
events, too.
International Congress on FEM-Technology with ANSYS CFX & ICEM CFD Conference
cheaper” plastic products to major companies in various
industries around the world. Designs for molds and products
ranging from toys to automotive and aerospace
components to medical parts and many others have been
simulated and optimized prior to production, saving manufacturers
hundreds of thousands of dollars every year.
www.moldfl ow.com
Forming Technologies Inc. (FTI)
is the world’s leading provider of
software solutions for the design,
feasibility, and costing of sheet metal components. For the past
15 years, FTI has provided OEMs and suppliers in the automotive,
aerospace, electronics, and appliance industries with
innovative solutions designed to reduce development time and
material costs. In addition to its software solutions, FTI offers
an extensive curriculum of hands on Metal Stamping and Welding
training courses, which are developed and delivered by
industry experts.
www.forming.com
LSTC is the developer of LS-DYNA software
code for crash, impact or metal
forming simulations. Since the founding
of LSTC in 1987 CADFEM distributes, supports and trains customers
in Germany, Austria and Switzerland.
www.lstc.com
www.science-computing.de
www.cocreate.com
www.sgi.com
CADFEM
11

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CADFEM Nachrichten
OneSpace.net und – ganz
neu – OneSpace Live!
OneSpace Live! ist ein Web-Meeting-Werkzeug, das Ingenieurteams
die notwendige Performance bietet, ihre Review-
Meetings auch online effi zient durchzuführen. Neben dem
leistungsfähigen Application Sharing in Echtzeit, das für die
Anforderung von CAD und anderer grafi kintensiver Applikationen
wie CAE konzipiert wurde, umfasst OneSpace Live!:
• die Prüfung der Teilnehmerpräsenz und Instant Messaging
• Protokollierungsfunktion und Bildschirmaufzeichnung für
Mark-ups
• vereinfachte Planung der Meetings mit Microsoft Outlook
oder Lotus Notes
• einen Team-Workspace, direkt integriert in Windows Explorer
zur gemeinsamen Nutzung von Dateien
• dauerhaft sichere Kommunikation dank SSL und Benutzer-
Authentifi zierung.
Anwender berichten von mehr als 30% Produktivitätsteigerungen.
Im Rahmen der Vortragssession „Virtual Product Development“
am Mittwoch, 9. November 2005, stellt CoCreate OneSpace
auf dem CADFEM Users´ Meeting vor.
www.cocreate.com
CADFEM News
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Stellenmarkt auf
www.cadfem.de
Auf der CADFEM Homepage wurde ein Stellenmarkt eingerichtet,
der neben Stellenangeboten bei CADFEM auch
CADFEM Kunden die Möglichkeit gibt, offene Stellen aus
dem CAE-Bereich gegen eine geringe Gebühr einzustellen.
Ingenieure, die momentan ohne Beschäftigung sind sowie
Hochschulabgänger mit Interesse und Kenntnissen an CAE
steht der CADFEM Stellenmarkt kostenfrei zur Hinterlegung
ihres Profi ls zur Verfügung.
www.cadfem.de
NEWS
Fed up with looking for
material properties?
Stop wasting your time!
Integrated Design & Analysis Consultants (IDAC UK) have
developed a unique ANSYS Workbench 9.0 tool for helping
FEA engineers gain precious time in their analysis process.
Many engineers
spend hours looking
for material properties
to use for
their fi nite element
analysis. In order
to help them and
speed up the analysis
process, IDAC have
developed a unique 250 item material properties database
for ANSYS Workbench 9.0. Thoroughly integrated within
ANSYS Workbench 9.0 Interface, this tool will reduce drastically
the tremendous waste of time usually associated with a
specifi c material property search.
This comprehensive database includes various mechanical,
thermal and electromagnetics properties for a large number
of materials (thermoplastic polymers such as nylon, polycarbonate,
polyester; metals such as aluminum, cobalt, copper,
lead, magnesium, nickel, steel, superalloys, titanium and zinc
alloys; ceramics and other engineering materials).
www.idac.co.uk

optiSLang 2.1 – neue Version
der von CADFEM angebotenen
Optimierungssoftware
OptiSLang ist eine Software-Plattform für Sensitivitätsuntersuchungen,
Multikriterielle und multidisziplinäre Optimierung,
Robustheitsbewertung und Zuverlässigkeitsanalyse.
Neben der Optimierung rückt der Nachweis der Robustheit,
Sicherheit und Zuverlässigkeit immer mehr in den Vordergrund
virtueller Produktentwicklungen. Speziell für Kombinationen aus
Optimierung, Robustheits- und Zuverlässigkeitsbewertung wurde
optiSLang entscheidend weiterentwickelt.
• In optiSLang 2.1 können zur Parameteroptimierung Gradientenverfahren
(NLPQL und LBFGS), Genetische Algorithmen,
Evolutionäre Strategien und adaptive Response Surface Methoden
verwendet werden.
• Für die angemessene Berücksichtigung von zufälligen Streuungen
bei der Bauteilauslegung stehen in optiSLang 2.1 neben
den bekannten Methoden der Robustheitsbewertung jetzt
auch Methoden der Zuverlässigkeitsanalyse zur Verfügung.
• Mittels Robustheitsbewertung wird die Sensitivität von Ergebnisgrößen
gegenüber Streuungen der Eingangsgrößen untersucht.
Für stark nichtlineare Aufgabenstellungen wurden eine
quadratische Korrelationshypothese sowie Bestimmtheitsmaße
linearer und quadratischer Korrelationen ergänzt.
• Robustheitsbewertungen zielen auf relativ häufi ge Ereignisse
ab. Zur Absicherung seltenerer Ereignisse müssen Verfahren
der Zuverlässigkeitsanalyse eingesetzt werden. Dafür stehen
jetzt in optiSLang FORM (First Order Reliability Method), ISPUD
(Importance Sampling Using Design Point), Adaptive Importance
Sampling, Directional Sampling und Latin Hypercube
Sampling zur Verfügung.
Infotage optiSLang 2.1
Im Herbst fi nden mehrere kostenlose Infotage zur neuen Version
optiSLang 2.1 statt.
04. Oktober 2005 in Grafi ng b. München
05. Oktober 2005 in Tübingen
06. Oktober 2005 in Weimar
07. Oktober 2005 in Nürnberg
02. November 2005 in Zürich
www.dynardo.de
3D-Darstellung
im Zuverlässigkeitsraum:
grün = zuverlässig,
rot = unzuverlässig
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Die Open Air Systems GmbH - ein Unternehmen der Webasto-
Gruppe - sorgt als dynamisches, innovatives Unternehmen für
frischen Wind in der Entwicklung und Produktion von Cabrio-
dächern.
Wir können Ihnen am Standort Stockdorf bei München als
SENIOR ENGINEER SIMULATION M/W
(Kennziffer N13503)
eine interessante und abwechslungsreiche Tätigkeit anbieten.
Ihre Aufgaben:
Sie sind verantwortlich für die Abstimmung aller berechnungsrelevanten
Themen mit den beteiligten Fachabteilungen, externen
Berechnungspartnern und unseren Kunden von der Konzeptphase
bis hin zum Serienlauf. Darüber hinaus betreuen Sie mit hoher
Einsatzbereitschaft verschiedene Entwicklungsprojekte und sind für
die Analyse und Bewertung bereits bestehender Konzepte zuständig.
Zu Ihrem vielseitigen Aufgabenspektrum gehört es, lineare und
nicht-lineare Festigkeitsberechnungen, inklusive dem Vernetzen der
Modelle, durchzuführen und Standardberechnungen festzulegen.
Erzielte Ergebnisse gilt es zu präsentieren und Vorschläge in Bezug
auf mögliches Verbesserungspotential zu entwickeln. Des Weiteren
kontrollieren Sie konsequent und selbständig den Berechnungsfortschritt
in den Projekten. Um die Simulation im R&D-Prozess zur
Schlüsselmethode zu etablieren, überarbeiten Sie laufend bestehende
Berechnungstools.
Ihr Profil:
Für diese Position verfügen Sie über ein erfolgreich abgeschlossenes
Studium im Bereich Maschinenbau, Fahrzeugtechnik oder
Feinwerktechnik. Darüber hinaus können Sie auf mindestens fünf
Jahre Erfahrung in der technischen Berechnung, idealerweise im
Cabriobereich sowie auf mindestens zwei Jahre Erfahrung in einer
Position mit direktem Kundenkontakt zurückgreifen. Ein ausgeprägtes
technisches Verständnis in komplexen Fahrzeugbaugruppen, der
sichere Umgang mit Berechnungstools wie Medina, Permas, Abaqus
etc. sowie ein sehr hohes analytisches Denkvermögen zeichnen Sie
aus. Stresssituationen und hohen Kundenanforderungen entgegnen
Sie souverän. Die Fähigkeit, komplexe Sachverhalte klar darzustellen
und sehr gute Englischkenntnisse runden Ihr Profi l ab.
Unsere Leistungen:
Wir bieten Ihnen die Mitarbeit in einem hoch motivierten Team im
international geprägten Umfeld eines erfolgreichen Unternehmens.
Nach einer intensiven Einarbeitungsphase übernehmen Sie schnell
die Verantwortung für Ihren Aufgabenbereich und nutzen die vielfältigen
Gestaltungsmöglichkeiten.
Interessiert:
Sie sind neugierig geworden? Dann freuen wir uns auf Ihre ausführlichen
Bewerbungsunterlagen an unten stehende Adresse zu
Händen Frau Sandra Stadler (E-Mail: sstadler@webasto.de) mit
Angabe der Kennziffer N13503.
OPEN AIR SYSTEMS GmbH
Kraillinger Stra ße 5, D-82131 Stockdorf
CADFEM News
13

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CADFEM auf der CAT.PRO
Auch in diesem Jahr beteiligt sich die CADFEM GmbH wieder
mit einem eigenen Stand auf der Fachmesse CAT.PRO, die heuer
vom 4. bis 7. Oktober 2005 auf dem Messegelände Killesberg in
Stuttgart stattfi ndet.
CADFEM News
Neben ANSYS Workbench, Design-
Space, CFX, LS-DYNA, der Produktpalette
von FTI zur Blechbauteilauslegung
und Moldfl ow informiert CADFEM
auch über sein umfassendes Dienstleistungsprogramm.
Individuelle Gesprächstermine – auf Wunsch mit einer kostenfreien
Tageskarte für die Messe – können bis 30. September 2005
bei Frau Heidi Leuthold in unserer Stuttgarter Geschäftsstelle, Tel.
+49 (0)711-990 745-23 bzw. E-Mail hleuthold@cadfem.de vereinbart
werden.
Sie fi nden uns am Stand 4.0.251 – www.catpro.de
Auf Initiative des Bundeskanzlers wurde bei einem Spitzengespräch
mit Vertretern von Unternehmen, Gewerkschaften
und aus Wissenschaft und Forschung am 15. Januar 2004 die
„Partnerschaft für Innovation“ ins Leben gerufen und Aufgaben
und Zielsetzungen in einem zweiten Spitzengespräch Ende März
2004 konkretisiert. Von Seiten der Bundesregierung beteiligen
sich vor allem das Bundesministerium für Bildung und Forschung
sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit an der
Initiative. Die Initiative „Partner für Innovation“ soll über das
Jahr 2005 hinaus fortgeführt werden, kündigte Bundeskanzler
Schröder an.
Ziel dieser Initiative ist es, gemeinsam Ideen und Konzepte zu
entwickeln, die Deutschland seinen Spitzenplatz unter den führenden
Technologiestandorten sichern. Zukunftsmärkte sind zu
identifi zieren und zu erschließen. Durch den Abbau von Subventionen
können neue Zukunftsinvestitionen getätigt werden.
Die Arbeit der Initiative „Partner für Innovation“ basiert auf
einem von der Bundesregierung in Auftrag gegebenen Modell
der Fraunhofer Gesellschaft. Von so genannten Impulskreisen
– etwa für die Sektoren Energie, Mobilität, Medien, Vernetzung
Gesundheit oder Dienstleistung – werden auf Basis dieses
Modells Themen aufgezeigt, konkrete Pionieraktivitäten ausgearbeitet,
Handlungsempfehlungen formuliert und zu sichtbaren
und beispielhaften Initiativen gebündelt.
Als KMU wurde CADFEM eingeladen, im Impulskreis „Dienstleistung“
bei der Pionieraktivität „Dienstleistungsfabrik der
Zukunft” mitzuwirken. Federführend ist bei diesem Projekt die
IBM Deutschland GmbH. Weitere Partner sind die Fraunhofer
Gesellschaft IAO, Siemens Business Systems und das Institut für
Trainingswissenschaften und Sportinformatik, Deutsche Sporthochschule
Köln.
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
ANSYS Workbench in die
Studentenversion ANSYS ED
integriert
ANSYS ED ist die kostengünstige Lösung für FEM-Einsteiger
– zum praxisorientierten Selbststudium oder als Schulungsprogramm
im Betrieb. Die aktuelle ANSYS 9.0 entsprechende
Version enthält erst mals neben der klassischen Oberfl äche
zusätz lich die Workbench-Benutzerumgebung sowie viele
Workbench-Zusatzmodule.
Die Knoten- und Elementlimitierung wurde von 1.000 bzw.
500 auf 10.000 bzw. 1.000 erhöht. ANSYS ED ist für EUR 200,–
+ MwSt. (Studenten EUR 150,– + MwSt.) bei CADFEM erhältlich.
(Preise Stand August 2005 – Änderungen vorbehalten)
Mehr Informationen zu ANSYS ED
www.cadfem.de/ANSYS_ED.4571.0.html
Für Ihre Bestellung können Sie auch das Formular auf Seite 52
verwenden.
CADFEM bei Kanzlerinitiative „Partner für Innovation“
Ziel dieser Pionieraktivität
ist es, Dienstleistungsmodelle
der Zukunft basierend
auf Grid-Infrastrukturen zu
entwickeln und beispielhaft an einem Projekt zu demonstrieren.
Partner aus unterschiedlichen Bereichen werden hinzugezogen,
die verschiedene, sich ergänzende Kompetenzen einbringen
– fachlicher und organisatorischer, integrierender Art. Alleine die
Kompetenz eines Partners bestimmt dabei über seine Mitarbeit,
nicht seine organisatorische Nähe. Die Möglichkeit, bei Bedarf
eine hochdiverse Menge von Partnern in eine Problemlösung
schnell und einfach einbinden zu können, ist ein maßgeblicher
Stimulator für Innovation.
Als Pilotbeispiel dient die Therapie von Osteoporose, der volkswirtschaftliche
Kosten von 3 Mrd. Euro jährlich zugeschrieben
werden können. Beim gemeinschaftlichen Ansatz hin zu einer
innovativen Therapielösung bereitet die Sporthochschule
die relevanten Einfl ussdaten aus der Molekularbiologie, der
Orthopädie und Ernährungswissenschaft auf, die von der
CADFEM in einem Simulationsmodell aufbereitet werden. Die
dafür notwendige Umgebung für kollaboratives Arbeiten und
die Infrastruktur für das Grid bringen das Fraunhofer Institut,
Siemens und IBM ein.
www.innovationsinitiative-deutschland.de
www.cadfem.de/fi leadmin/downloads/digital-valleys.pdf
Ihr Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Günter Müller
CADFEM GmbH Grafi ng
E-Mail: gmueller@cadfem.de

CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Berufsbegleitendes Fortbildungsprogramm
für Ingenieure
Masterstudiengang in Applied Computational Mechanics
“Deutschen Firmen droht ein Mangel an Ingenieurkräften”,
konstatierte der VDI unlängst in einer Studie – “und das lässt
den Innovationsmotor stottern”. Dies betrifft auch die CAE-
Branche, die auf ständige Innovation setzt und dafür hoch qualifi
zierte Fachkräfte benötigt. CAE gibt den Unternehmen das
Potenzial, Zeit zu sparen und Kosten zu senken. Der jährlich um
10 Prozent wachsende CAE-Markt bietet Ingenieuren exzellente
Berufsperspektiven. Was bisher fehlte: eine praxisorientierte
und berufsbegleitende Ausbildung, die CAE-Anwendern
methodisches Know-how, soziale Kompetenzen aber auch
Management-Methoden vermittelt.
Der Master of Engineering in Applied Computational Mechanics
schließt diese Lücke. Ab September 2005 bieten die Fachhochschulen
Ingolstadt und Landshut in Kooperation
mit der CADFEM GmbH den praxis- und anwendungsorientierten
Studiengang mit staatlich anerkanntem akademischen
Abschluss an, der in zwei Jahren (einschließlich Master Thesis)
solides FE-Hintergrundwissen, ergänzt von Managementthemen
und Soft Skills, vermittelt.
Mit seinem breit angelegten Curriculum spricht der Studiengang
unterschiedliche Zielgruppen an:
• Berufserfahrene Ingenieure und Naturwissenschaftler mit
einem Fachhochschul- oder einem Universitätsabschluss, die
ihr FE-Wissen vertiefen wollen. Mit einem Masterabschluss
können sie ihrer Karriere entscheidenden Schub geben.
• Konstrukteure, die sich berufl ich weiter entwickeln wollen.
Die Finite Elemente Methode wird mehr und mehr in einigen
Technologiebereichen von Konstrukteuren angewandt. Der
Master bietet ihnen dazu ein solides FE-Hintergrundwissen.
• Firmen, die Angestellte im Rahmen der Beschäftigungssicherung
in neuen Aufgabenfeldern einsetzen möchten. Der
Masterstudiengang orientiert Arbeitnehmer neu und sichert
dem Unternehmen hoch qualifi ziertes Personal.
Master of Engineering in Applied Computational Mechanics
• Titel Master of Engineering (M.Eng.)
• Berufsbegleitend, modular (90 Credit Points)
• Dauer 2 Jahre (mit Master Thesis)
• Kleine Klassen, Lehre in Englisch, E-Learning
• Internationaler Fokus, industrie- u. anwendungsorientiert
• Dozenten verschiedener Hochschulen und der Industrie
• Numerical Methods • Crashworthiness
• FEM • Metal Forming
• Optimization • Probabilistic Design
• Solid Mechanics • Management
• Fatigue • Soft Skills etc.
• Advanced Simulation Techniques
Die Broschüre zum Masterprogramm
kann kostenlos angefordert
werden: info@esocaet.com
• Unternehmen, die Entwicklungsabteilungen im Ausland aufbauen.
Mit einem zweijährigen Aufenthalt im deutschen Mutterunternehmen
(Unterbrechungen sind möglich) erhalten qualifi -
zierungswillige Mitarbeiter einen Eindruck von Arbeitsprozessen
und dem Firmenumfeld und absolvieren parallel den
Masterstudiengang. Da der Masterstudiengang komplett in
Englisch angeboten wird, besteht keine Sprachbarriere.
• Absolventen von Berufsakademien, die mit der FEM arbeiten
und an dieser Stelle eine Wissensvertiefung benötigen.
Die Vorteile einer engen Kooperation von Hochschule und
Unternehmen während der Ausbildung sind Unternehmen
und BA-Absolventen bereits bekannt.
Der Masterstudiengang wird von der European School of Computer
Aided Engineering Technology (ESoCAET) organisiert.
Als Bereich der CADFEM GmbH übernimmt sie die Organisation
des Studiengangs. Verantwortlich für den Masterstudiengang
sind die Fachhochschulen Ingolstadt und Landshut. Unter
dem Dach von ESoCAET werden künftig weitere industrie- und
anwendungsorientierte Studiengänge entstehen. Bei der Europäischen
Union fand man dies so innovativ, das ESoCAET als
Pilotprojekt mit maßgeblichen Mitteln aus dem Leonardo-da-
Vinci-Programm unterstützt wird.
Den Lehrkörper bilden beispielsweise:
• Dozenten der FH Ingolstadt, FH Landshut, TU München,
TU Darmstadt; unter anderem mit Industrieerfahrung
(Opel, Allianz, BMW)
• Dozenten aus der Industrie (Paul du Bois, weltweit anerkannter
Experte in der Crash Simulation)
Kontakt
Anja Vogel
European School of CAE Technologie (ESoCAET)
A Divison of CADFEM GmbH
Tel.: +49 (0)80 92-7005-52 • E-Mail: info@esocaet.com
www.esocaet.com
Partner
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SOFTWARELÖSUNGEN VON CADFEM
Anwendungsübergreifende Simulationslösungen – Structural and CFD
Anwendungen Programm/Entwickler
High-End Komplettlösungen für
• Lineare Statik / Dynamik • Strömung, FSI • Multiphysik
• Nichtlineare Statik / Dynamik • Temperaturfelder • Akustik
• Robustheit / Optimierung • Emag • Kontakt
• Implizite und explizite Solver • Piezo • Fatigue
Pre- und Postprocessoren für CFD, Strukturmechanik und Elektromagnetik
• ANSYS ICEM CFD • CFX Mesh
• CAD2Mesh • ANSYS ICEM Hexa
Komplettlösung für die konstruktionsbegleitende Berechnung von
• Statik • Eigenfrequenzen
• Dynamik • Schwingungen
• Temperaturfelder • Optimierung
High-End Komplettlösung für
• Crash • Insassensicherheit • ALE
• Impakt • Fußgängerschutz • FSI
• Umformung • Biomechanik • Explosion
eCADFEM: Berechnungssoftware On Demand
eCADFEM ist ein Service der CADFEM GmbH, der bedarfsgerecht
und mit sekundengenauer Abrechnung – und daher
besonders wirtschaftlich – die Nutzung weltweit führender
Simulationsprogramme ermöglicht. Über das Internet
ANSYS
ANSYS CFX
ICEM CFD
Lösungen für die Umformsimulation – Metalforming
www.ansys.com
Anwendung Programm Entwickler
Blechumformung und leistungsstarker DYNAFORM und LS-DYNA
Automesher für Werkzeugvernetzung
One-Step-Solver zur Bewertung der
Umformbarkeit von Blechbauteilen
www.eta.com www.lstc.com
• allgemein (CAD unabhängig)
FASTFORM
• integrierte Version für CATIA
CATFORM
Optimierung von Materialkosten bei Blech- COST OPTIMIZER
bauteilen
Berechnung komplexer Platinenzuschnitte
www.forming.com
• allgemein (CAD unabhängig)
FASTBLANK
Anwenderportal auf
• integrierte Version für SolidWorks BLANKWORKS
www.cadfem.de
Optimale Schachtelung von Platinen BLANKNEST
Ihr Ansprechpartner: Tobias Menke, Tel.: +49(0)5136-880 92-20, E-Mail: tmenke@cadfem.de
auch verfügbar auf www.eCADFEM.com
ANSYS DesignSpace
www.designspace.com
LS-DYNA
www.lstc.com
www.lsdyna-portal.com
als ANSYS/LS-DYNA verfügbar auf www.eCADFEM.com
Ihr Ansprechpartner: Dr.-Ing. Jürgen Vogt, Tel.: +49(0)80 92-70 05-19, E-Mail: jvogt@cadfem.de
Ihr Ansprechpartner für Strömungssimulation: Dr.-Ing. Volker Bäumer, Tel.: +49(0)80 92-70 05-51, E-Mail: vbaeumer@cadfem.de
Software
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
bietet eCADFEM unmittelbaren Zugriff auf ANSYS und weitere
FEM-Lösungen und gewährleistet dabei dem Anwender
ein Höchstmaß an Flexibilität und Kostenkontrolle.
www.eCADFEM.com

Lösungen für die Betriebsfestigkeitsanalyse – Fatigue Analysis
Anwendung Programm Entwickler
Bewertung von FEM-Ergebnissen
nach FKM-Richtlinie
Statistische Auswertung
von Schwingversuchen
RiFEST IMA Dresden www.ima-dresden.de
SAFD
RWTH Aachen
Inst. für Werkstoffkunde www.iwk.rwth-aachen.de
Betriebsfestigkeitsanalyse allgemein ANSYS Fatigue Modul www.ansys.com
Ihr Ansprechpartner: Klemens Rother, Tel.: +49(0)80 92-70 05-16, E-Mail: krother@cadfem.de
Optimierungsstrategien – Numerical Optimization
Anwendung Programm Entwickler
Multidisziplinäre Optimierung
OptiSLang
und Robustheitsbewertung
www.dynardo.de
Freiformoptimierung von
FF-Shop
Schalenstrukturen
Schalendickenoptimierung POPT
www.inutech.de
Parameterfreie Topologie-, Form-
TOSCA www.fe-design.de
und Sicken-Optimierung
auch verfügbar auf www.eCADFEM.com
Parametrische Optimierung
DesignXplorer
und Robustheitsbewertung
www.ansys.com
Successive Response Surface Method LS-OPT
www.lstc.com
Ihr Ansprechpartner: Rainer Rauch, Tel.: +49(0)711-990 745-22, E-Mail: rrauch@cadfem.de
Material – Material
Anwendung Programm Entwickler
Werkstoffdesign Palmyra www.matsim.ch
auch verfügbar auf www.eCADFEM.com
Analyse von Faserverbundstoffen ESAComp
www.componeering.com
Diese Produkte werden in Partnerschaft mit der PlastSim GmbH bzw. über die CADFEM AG (ESAComp) vertrieben und unterstützt.
Ihr Ansprechpartner für Palmyra: Joscha Sehnert, Tel.: +49(0)80 92-7005-96, E-Mail: joscha.sehnert@plastsim.com
Ihr Ansprechpartner für ESAComp: CADFEM AG, Markus Dutly, Tel. +41(0)52-368 01-01, E-Mail: markus.dutly@cadfem.ch
Akustik – Acoustics
Anwendung Programm Entwickler
Körperschallbewertung schwingender
Strukturen
SBSound CADFEM GmbH
Ihr Ansprechpartner: Dr.-Ing. Marold Moosrainer, Tel.: +49(0)80 92-7005-45, E-Mail: mmoosrainer@cadfem.de
Kunststoff – Plastics
Anwendung Programm Entwickler
Spritzgießen Moldfl ow
Blasformen B-SIM
Thermoformen T-SIM
Extrusion Flow2000
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Diese Produkte werden in Partnerschaft mit der PlastSim GmbH vertrieben und unterstützt.
Ihr Ansprechpartner: Joscha Sehnert, Tel.: +49(0)80 92-7005-96, E-Mail: joscha.sehnert@plastsim.com
www.moldfl ow.com
www.accuform.com
www.compuplast.com
Software
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18
Neue Version ANSYS 10.0:
Kopplung verschiedener Berechnungsdisziplinen
und 64-Bit Portierung
Mit ANSYS 10.0 ist im Sommer 2005 eine neue Version der von
CADFEM schon seit über 20 Jahren vertriebenen und unterstützten
Berechnungssoftware auf den Markt gekommen. Der
Entwickler des Programms, ANSYS, Inc. mit Sitz in Pittsburgh/PA,
ist als hochspezialisierter Anbieter von Simulationssoftware nach
wie vor unabhängig – technologisch aber mit praktisch allen
führenden 3D-CAD und CAE-Systemen bestens verbunden. Mit
einer Vielzahl an Weiterentwicklungen wird die Version 10.0
des Programms ihrer Eigenschaft als „Major Release“ mehr als
gerecht und baut die Position als vielseitigstes integriertes High-
End Simulationspaket auf dem Markt konsequent aus.
Dem Ingenieur stehen in ANSYS unterschiedlichste, durchgehend
äußerst leistungsfähige Berechnungsanwendungen
• skaliert auf seine Anforderungen,
• prozessorientiert,
• in einer einheitlichen, komfortablen Berechnungsumgebung,
der ANSYS Workbench,
• für den einzelnen oder gekoppelten Einsatz
• auf ein und derselben Datenbasis
als Komplettlösung zur Verfügung. Robuste Schnittstellen zu
praktisch allen führenden 3D CAD-Programmen ermöglichen
eine reibungslose Modellübergabe, die bidirektionale Assoziativität
zu diesen Systemen sorgt zudem dafür, dass etwa auf der
Basis der Berechnung vorgenommene Design optimierungen
automatisch als Variante ins CAD-System übernommen werden.
FSI – Fluid meets Structure: einzeln oder gekoppelt
Sehr verbreitet und in der Industrie mit stark steigender Tendenz
gefragt, ist die gekoppelte Berechnung von Phänomenen
aus der Struktur- und Strömungsmechanik. Als einziges
Berechnungsprogramm auf dem Markt bietet ANSYS aus einer
Hand komplementäre Module für beide Disziplinen sich ergänzende
Module, die auch in ihren Standalone-Varianten zu den
technologisch führenden Berech nungswerkzeugen gehören. Die
Vorteile, die sich daraus speziell für Fluid-Struktur Interaktion (FSI)
ergeben, liegen auf der Hand. Die Integration der Programme in
ANSYS 10.0 ist soweit fortgeschritten, dass alle Berechnungen
auf derselben Datenbasis (eine Geometrie, ein Netz) erfol gen.
Das Aufsetzen einer FSI-Analyse wird dadurch wesentlich verein-
Prozessorientierte Simulationsumgebung: ANSYS Workbench.
Software
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Modellaufbereitung und Vernetzung einer Kunststofffl asche mit
ANSYS Workbench.
facht, auf zusätzliche Koppelprogramme kann verzichtet werden.
Die Skalierbarkeit sowohl auf Shared Memory und Distributed
Memory erlauben große transiente FSI-Simulationen mit geringem
Zeitaufwand.
Mit Statik, Dynamik,
Temperaturfeld, Akustik
sowie elektromagnetischen
Feldern und
Strömung (CFX) deckt das ANSYS FEM-Programmpaket
praktisch alle Einsatzgebiete in der Produktentwicklung
ab – und dies nicht nur einzeln, sondern auch gekoppelt
(Multiphysic). Leistungsstarke und komfortable Pre- und
Postprocessoren sowie eine mächtige implizite und
explizite (ANSYS/LS DYNA) Solvertechnologie stehen
damit für verschiedenste ANSYS Anwendungen zur
Verfügung. Die Universalität von ANSYS wird aber auch
durch die zuverlässige Übernahme von CAD-Modellen
dokumentiert: per Knopfdruck können Daten aus Pro/
ENGINEER, CATIA, Unigraphics, SolidWorks, Solid Edge,
SolidDesigner, Autodesk Mechanical Desktop, Autodesk
Inventor sowie SAT, Parasolid und IGES übernommen
werden. Mit der seit der Version 7.0 verfügbaren
Oberfl äche ANSYS Workbench bietet ANSYS die FEM-
Benutzerumgebung der neuesten Generation mit vielen
automatisierten Funktionalitäten.
Der Vertrieb von ANSYS sowie sämtliche produktbegleitenden
Dienstleistungen in Deutschland, Österreich und
der Schweiz werden seit über 20 Jahren von CADFEM
erbracht.

Transiente thermische Berechnungen in Workbench integriert
Auch transiente Temperaturfeldberechnungen sind mit der
Version 10.0 in der komfortablen ANSYS Workbench Benutzerumgebung
durchführbar. Das versetzt Anwender in die Lage,
sehr komplexe zeitabhängige Simulationen in ANSYS unter Verwendung
der vielen hilfreichen und vor allem Zeit sparenden
Auto matisierungen in der Modellauf bereitung durchzu führen.
Lesen Sie mehr über dieses Thema auf den beiden folgenden
Seiten 20 und 21.
Spezielle Module für die Berechnung von Turbinen
Der Funktionsumfang von ANSYS CFX prädestiniert dieses Strömungsprogramm
seit vielen Jahren für einen Einsatz bei der Entwicklung
von Turbinen und anderen drehenden Maschinen. Auf
dieser starken Basis hat ANSYS nun ergänzend weitere Module,
z.B. für die Vernetzung rotierender Maschinen, geschaffen und
angepasst. BladeModeler, ein Modelliertool für Turbinenblätter
oder TurboGrid, ein speziell auf die Belange im Turbinenbau ausgelegtes
Hexaeder-Vernetzungstool sind effektive Ergänzungen
zu den in ANSYS CFX und im struktur mechanischen Bereich in
ANSYS vorhandenen Berechnungsmöglichkeiten, die unter der
Workbench Benutzerumgebung ein äußerst leistungsfähiges und
effi zientes Set an Berechnungswerkzeugen ergeben.
Seminare
Update-Seminar ANSYS 10.0
CADFEM bietet im Herbst zur Version 10.0 eintägige
Update Seminare an verschiedenen Standorten an.
Termine
• 10. Oktober 2005 in Grafi ng b. München
• 13. Oktober 2005 in Liederbach b. Frankfurt/M.
• 18. Oktober 2005 in Burgdorf b. Hannover
• 24. Oktober 2005 in Leinfelden-Echterdingen b. Stuttgart
• 25. Oktober 2005 in Berlin
• 02. November 2005 in Grafi ng b. München
• 03. November 2005 in Chemnitz
• 17. November 2005 in Dortmund
• 21. November 2005 in Leinfelden-Echterdingen b. Stuttgart
Zusätzlich bieten wir Ihnen das ANSYS 10.0 Update Seminar
gerne als individuelles Firmenseminar an. Bei Ihnen vor
Ort oder in den Räumlichkeiten von CADFEM.
Referenten
Mitarbeiter der CADFEM GmbH
Kosten
EUR 390,– zzgl. MwSt. pro Person
Darin enthalten sind die Teilnahme, Unterlagen, Mittagessen
und Pausengetränke.
Information und Anmeldung
Besuchen Sie www.cadfem.de oder wenden Sie sich an
Frau Gudrun Grosse, CADFEM GmbH Grafi ng: Tel.: +49
(0)80 92-7005-98, E-Mail seminar@cadfem.de
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Strömungs- und strukturmechanische Auslegung von Turbinenkomponenten
in der ANSYS Workbench Benutzerumgebung.
Strukturmechanik: Kleben, Materialeigenschaften, Composites,
Parallel Performance
Seinen Ursprung hat ANSYS in der linearen und nichtlinearen
Strukturmechanik, in der es schon immer eine herausragende
Marktposition eingenommen hat. Auch in diesem Bereich enthält
ANSYS 10.0 signifi kante Weiterentwicklungen, z.B. in der
Rotordynamik, für dynamische Analysen fl exibler und starrer
Körper, für die Simulation von Fügeprozessen (Kleben) oder in
der Behandlung neuer Werkstoffe (erweitertes Drucker-Prager-
Gesetz, anisotrope Hyperelastizität) und Composite-Materialien
(z.B. eine Anbindung von FiberSIM). Der prozessorientierte
Ansatz der Workbench-Benutzerumgebung wurde auf weitere
Anwendungen ausgeweitet.
In Benchmarks zur nichtlinearen Strukturanalyse hat ANSYS die
Parallel Performance deutlich verbessert – auch im Vergleich
zum Wettbewerb.
Unterstützung von Windows XP 64-bit
Prozessortechnologie
Da der Simulationsbedarf nach wie vor wächst und Berechnungsaufgaben
gleichzeitig immer komplexer und größer
werden, ist die Unterstützung der neuen 64-bit Prozessoren
unter Windows ab ANSYS 10.0 von großer Bedeutung.
Die bisherige 2 bzw. 3GB-Speichergrenze wird deutlich
durchbrochen, so dass extrem große Modelle gehandhabt
werden können und nicht mehr unbedingt auf mehrere
Rechner ausgewichen wer den muss. Erschwing liche Arbeitsplatz-PCs
genügen für eine schnelle und stabile Berechnungsumgebung.
ANSYS Workbench wird beginnend mit
der Version 10.0 auf Windows XP64 portiert. Ein erster
Demonstrator läuft, das Release wird zum Jahresende erwartet.
Ihr Ansprechpartner zu
• ANSYS allgemein
• ANSYS 10.0
Dr.-Ing. Jürgen Vogt
CADFEM GmbH Grafi ng
Tel.: +49 (0)80 92-70 05-19
E-Mail: jvogt@cadfem.de
Software
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CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
ANSYS 10.0:
Transiente thermische Berechnung in Workbench integriert
Lagen die Entwicklungsschwerpunkte bei der Workbench
bisher vor allem in der Strukturmechanik, steht ANSYS 10.0
ganz im Zeichen der Multiphysics-Anwendungen. Für Temperaturfeldberechnungen
bedeutet das
• die Ausführbarkeit transienter Analysen,
• die Ergänzung der Randbedingungen um (Ab-)Strahlung
und
• die einfache Handhabung des Simulationsprozesses von
thermischen Spannungen.
Transiente Berechnungen in Workbench 10.0
Ausgangspunkt für die Berechnung des Zeitverlaufs ist eine
stationäre Temperaturfeldberechnung, die per Mausklick zur
Anfangsbedingung der transienten Berechnung wird. Nach der
Defi nition von Randbedingungen und Endzeit anhand der automatisch
eingefügten Steuerobjekte beginnt die Rechnung, wobei
die Temperaturverläufe für das globale Minimum und Maximum
bereits während der Berechnung eingeblendet sind, der Fortschritt
also überwacht werden kann. Nach Auswahl eines Ergebniszeitpunktes
ermöglicht wiederum ein einziger Mausklick den
Übergang in die Spannungsberechnung. Alternativ kann durch
die gleichzeitige Wahl mehrerer Schritte eine Lastschrittfolge
berechnet werden. Die häufi g gestellte Frage, bei welcher thermischen
Belastung die maximalen Spannungen auftreten, ist
damit auf einfache Art und Weise zu beantworten.
Selbstverständlich kann dieses Vorgehen bei gleicher Ausgangstemperatur
im gesamten Berechnungsgebiet abgekürzt
werden. Ebenso stehen die – möglicherweise aus ANSYS Classic
gewohnten – Steuerungsoptionen zur Verfügung:
• Automatische Zeitschrittsteuerung
• Freie Defi nition von „Pfl icht”-Zeitpunkten für die Berechnung
und
• Festlegung einer Frequenz für das Herausschreiben von
Ergebnissen
Appllications and Technology
All das wird in gewohnter Workbench-Manier grafi sch veranschaulicht.
Die Lastkurven, die per Tabelle als diskrete Funktion
über der Zeit einzugeben sind, sind transparent weil jederzeit
sichtbar.
Gleiches gilt für die Ergebnisdarstellung: Plots für einzelne Zeitpunkte
werden mit der Maus aus einem Fenster geholt, das alle
Minimum-/Maximum-Kurven enthält. Die Verlaufskurven können
für beliebige Punkte innerhalb des Modells erzeugt werden und
wahlweise einzeln oder gemeinsam dargestellt werden. Der in
Workbench übliche Excel-Export rundet das Postprocessing ab.
Zeitschrittwahl
Die Ausgabe 1/2005 des Infoplaners enthielt auf den Seiten
44-45 einen Artikel zu Zeitintegrationsverfahren. Das dort angesprochene
Thema unphysikalischer Oszillationen kann mit dem in
ANSYS verwirklichten impliziten Verfahren (Backward Euler) vermieden
werden – jedoch nicht immer ohne Genauigkeitsverluste.
Insbesondere im Bereich der Elektronik werden angesichts kleiner
Volumina und damit kleiner Kapazitäten und Zeitkonstanten sehr
kleine Zeitschritte benötigt – gerade, wenn die Gradienten durch
Netzverfeinerung besser abgebildet werden sollen.
Es obliegt dabei dem Nutzer, den Zeitschritt anzupassen. Dies
sollte vor der Rechnung unter Berücksichtigung der lokalen zu
erwartenden Zeitkonstanten geschehen. Die Software selbst gibt

vor dem Start der eigentlichen Berechnung (nach dem Senden
des Modells an den ANSYS-Solver) eine Aufl istung für die in
jedem einzelnen Teil entsprechend der hier beschriebenen Beziehung
erforderlichen Zeitschritte aus.
Die Gleichung ergibt sich anschaulich aus dem Fortschreiten
der Temperatur (Zeit pro Querschnitt), das bestimmt wird durch
die thermische Diffusivität (auch Temperaturleitfähigkeit), also
das mögliche Auf-/Entladen der lokalen thermischen Kapazität
bezogen auf die Leitfähigkeit des Materials. Streng genommen
Renaissance von APDL?
Drei Jahre jung ist die Workbench-Oberfl äche – und aus thermischer
Sicht für nahezu jede Aufgabenstellung erste Wahl,
wenn einige wenige APDL-Kommandos „erlaubt“ sind.
Beispiel Strahlung:
Komponenten an den Strahlungsfl ächen erlauben über
das Kommando sf,Komponentenname,rdsf,Emissivität, Enclosure-ID
auf einfache Weise das Aufbringen der Flags,
die die Sichtfaktorenberechnung auslösen. Die Übersetzung
der Flächenkomponenten in Knotenkomponenten
übernimmt Workbench ganz automatisch. Fehlen nur noch
die Optionen und – bei offenen Gebieten – die geometrieunabhängige
Umgebungstemperatur. Mit 3 bis 5 Zeilen
APDL ist die Erweiterung erledigt. Bis auf die Einzelanteile der
Wärmeströme können alle Größen ausgewertet werden.
Beispiel Massentransport:
Der Wärmetransport in Fluid-Kanälen kann in ANSYS mit
den Fluid116-Stromfaden-Element abgebildet werden. Ist
das CAD-Modell entsprechend vorbereitet, reicht ein kleines
Makro, das einfach anzupassen ist, um auf diese Methode
auch aus der Workbench-Oberfl äche heraus zuzugreifen.
Beispiel Phasenwechsel:
Noch fehlt die direkte Eingabemöglichkeit der Enthalpie, die
aus Konvergenzgründen der Wärmekapazität vorzuziehen
ist. Da jedoch jedem Körper eine abrufbare Material-ID
zugeordnet wird, ist der APDL-Einsatz kein Hindernis. Ganz
im Gegenteil, die Berechnung der temperaturabhängigen
Kurve ist so einfacher als das Füllen einer Tabelle.
Beispiel Lastfunktion:
Hier muss noch in die Classic-Oberfl äche gewechselt werden,
um die Funktion zu erstellen. Ist dies einmal unter Nutzung
von Parametern geschehen, kann die Anpassung in Workbench
erfolgen – der Zugriff auf lokale Koordinatensysteme
ist dabei sichergestellt.
Folgt man dieser Aufstellung, wird schnell deutlich: Hier
handelt es sich um immer speziellere Werkzeuge. 75% aller
Aufgabenstellungen sollten in Workbench umsetzbar sein,
weitere 20% unter Nutzung von APDL. Zu den 5%, für die
der Classic-Preprozessor unerlässlich ist, zählen vor allem
dünnschichtige Baugruppen mit Wärmeleitung in Dickenrichtung.
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
ergibt sie sich aus der (abgemilderten) Forderung für das explizite
Verfahren (nur Werte aus dem vergangenem Zeitschritt werden
genutzt) und ist damit recht konservativ. Bei Geometrien, die mit
in der Größe ähnlichen Elementen vernetzt werden können, sind
deutlich größere Zeitschritte erlaubt – die Default-Einstellung
kann genutzt werden, wenn in etwa bekannt ist, wann der stationäre
Zustand erreicht wird (Endzeit).
Durch die automatische Zeitschrittsteuerung wird der Zeitschritt
den tatsächlich vorhandenen Gradienten angepasst („je kleiner
der Eigenwert desto kleiner die Krümmung der Kurve“) und nach
oben oder unten korrigiert. Damit ist die Wahl eines relativ kleinen
Anfangszeitschrittes bei gleichzeitig um ca. 2 Größenordnungen
höherem maximalen Zeitschritt empfehlenswert.
ANSYS Workbench erlaubt also beides: schnell und effi zient zur
Lösung zu kommen und komplizierte Probleme mit angepassten
und einfach zu bedienenden Werkzeugen zu bearbeiten, um ein
sehr genaues Ergebnis zu erhalten.
CADFEM Seminar
Temperaturfelder und gekoppelte Anwendungen
Dieses Seminar vermittelt die Kenntnisse, um im klassischen
ANSYS und in ANSYS Workbench bei der Temperaturfeldberechnung
nichtlineare Effekte oder transientes
thermisches Verhalten berücksichtigen zu können.
Aus dem Inhalt
• Modellbildung
• Transiente Temperaturfeldberechnungen
• Strahlung
• Kopplungen und Kontakte
• Berechnung großer Modelle – Substrukturtechnik
• Praktische Übungen
Termin
30. November – 02. Dezember 2005 in Grafi ng b. München
Referent
Lars Krüger, CADFEM GmbH
Kosten
EUR 1.230,– zzgl. ges. MwSt.
In den Gebühren ist die Teilnahme einer Person inkl. Unterlagen,
3 x Mittagessen sowie Pausengetränken enthalten.
Für weitere Informationen oder Ihre Anmeldung wenden
Sie sich bitte an Frau Gudrun Grosse, Tel.: +49 (0)80 92-70
05-98, E-Mail: seminar@cadfem.de oder besuchen unsere
Seminarseiten auf www.cadfem.de
Autor und Ihr Ansprechpartner für
• Temperaturfeldberechnungen
• Gekoppelte Berechnungen
Lars Krüger
CADFEM GmbH Grafi ng
Tel.: +49 (0)80 92-70 05-48
E-Mail: lkrueger@cadfem.de
Applications and Technology
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ANSYS 10.0:
Formulation of Finite Nonlinear Anisotropic Elasticity
This introduction presents a constitutive formulation for
material that is considered as aniso tropic. The approach
covers material, for example, with a fi brous microstructure
like bio logical tissues and all kinds of unidirectional fi bre
matrix combinations. The present description focuses on the
homo ge neous macroscopic material level in order to provide
a formulation suitable for structural fi nite element simulations
and it is available in ANSYS 10.0. The material’s structure
is characterized by two constitutive vectors. The formulation
is physical and geometrical nonlinear for the isotropic and
the anisotropic part of the hyperelastic function. Incompressibility
and nearly incompressibility can be taken into
account because of a consequent volumetric and isochoric
split of the approach.
Introduction
The origin of the anisotropic structure in materials can be
diverse. Finite anisotropy may be used to characterize fi bre
reinforced elastomeric components like tires or air springs.
The production process also can induce direction depending
properties through, for example, the extrusion of the
material. Moreover, elastomeric material is given some kind
of adaptive properties through the introduction of fi ller particles
which are direction depending. If a material exhibits
any kind of geometric structure on a length scale that is not
modelled explicitly on the discretization scale, the material
cannot be con sidered as isotropic because of its microstructure
and an anisotropic constitutive formulation is required
for the description. Another very large class of nonlinear
anisotropic materials is formed by bio materials, which often
show a fi brous structure. Biological tissues are in many cases
deformed at large strains as can be found for muscles and
for arteries.
In many fi elds like reinforced elastomers or biomaterials,
apart from direction depending features, nearly incompressibility
of the material has to be taken into account. This
mechanical property is considered for the development of
the formulation. The basis is the strict separation of volumetric
and isochoric deformations. With this split at hand, the
approach introduced fi ts into the concept of known element
formulations valid for incompressible or nearly incompressible
situations. The shown material approach is a new feature
of the current ANSYS 10.0 release.
Continuum Mechanical Formulation
The constitutive strain energy density function �� of a
nonlinear elastic material with respect to the reference
confi guration, which forms the basis for the subsequent
Applications and Technology
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
developments, is a function of the right Cauchy Green deformation
tensor and the two constitutive material directions,
where, (see Figure 1).
,
Fig. 1: Reinforcing fi bres
and material directions.
A lot of materials show
different behaviour for
volumetric J det F and
T
for isochoric C : F F
states of deformation.
Biomaterials as well as
elastomers are incompressible
or nearly incompressible
with respect to hydrostatic pressure loading. In order
to take this obser vation into account, an additive division of the
constitutive strain energy function
� � U(J) � w( C,
A, B)
2 3
is introduced, where C � J C,
detC
� 1 . A separate determination
of the volumetric term and the incompressible part
of the strain energy is carried out. This constitutive repre
sen tation is based on the multiplicative split of the deformation
gradient
�
U(J)
w( C,
A, B)
1 3
into a volumetric and an incompressible component,
where . Subsequently, the irre ducible basis of invariants
is computed analogously to the isotropic case, however, the
incompressible right Cauchy Green tensor is C
employed. A similar
defi nition of the invariants has been introduced by Spencer
[1] for the compressible approach.
A specifi c structure of the isochoric term of the constitutive strain
energy density function is employed subsequently. It is assumed,
that no coupling of the different invariants occurs and the invariants
form separate terms in series. Thus, the energy function yields
(1)
(2)
(3)
(4)

where the parameter is defi ned as (5)
The quantities a , b , c , d , e , f , g represent the set of anisotro-
i j k l m n o
pic material parameters. This definition is required in order to
achieve a formulation with a certain simplicity and clearness.
The third invariant, standing for the volume change, results in
III detC
1 . Therefore, it is meaningless for the constitutive
relation. With the shown formulation, a material can be
modelled being compressible J � 1 or nearly incompressible J � 1
by choosing appropriate material parameters (see for example
Simo, Taylor [2] for details). Detailed formulations ready for a
fi nite element implementation have been intro duced by Weiss et
al. [3] and Kaliske [4].
Numerical Examples
The fi rst numerical application is a fi bre reinforced rubber
sample. The structure is fi xed at the left hand side and loaded by
a distributed force at the cross-section to the right hand side.
Fibre + 45° / – 45°
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Fig. 2: Reinforced rubber sample.
Figure 2 depicts
the deformed confi guration
of the example. The
anisotropic material structure is
modelled by the approach introduced
above, i.e. fi bre and matrix material are
used in a homogenized manner. One layer of elements
with anisotropic material represents each component
of the sample with a distinct fi bre direction. Clearly,
the deformation mode can be seen. The fi bre geometry yields a
twisting mode for the reinforced sample (Figure 2).
Fig. 3:
FE discretization
and wire frame plot
of tire tread block.
As mentioned above, any kind of geometric microstructure leads
to anisotropy on a homo genized level of consideration. The
model problem of Figure 3 depicts the representation of a tread
block of a passenger car tire. The specifi c tread block geometry
is discretized using a fi ne FE mesh. With this representative
volume element, the shear stiffness in all directions is simulated.
The result is given in Figure 4 as smooth reference curve. This
anisotropic stiffness varies and it is modelled by the aniso tropic
approach. In a subsequent FE simulation of the full tire structure,
tread block geometries can be represented effi ciently in a homogenized
way by the material model and the infl uence on overall
characteristics is investigated.
In order to identify the set of material parameters, an evolution
strategy is used. The numerical and the analytical solution are
compared in Figure 4 at an increment of 15 degrees (see Kaliske
et al. [5] for further details). For a mathematical representation
of the anisotropic shear stiffness, two direction vectors are
re quired. Any further vector in the shear plane can be expressed
by a linear combination of the two basic vectors.
Fig. 4: Direction depending stiffness of tread block.
The goal of the mathematical optimization procedure for the
identifi cation of the material parameters is to fi nd the ideal parameter
set at the global error minimum. Normally, an acceptable
result at a local minimum is identifi ed for the complex identifi cation
procedure of the anisotropic approach.
References
[1] A.J.M. Spencer: Continuum theory of the mechanics of fi bre-reinforced
composites. CISM Courses and Lectures, No. 282, Springer Wien, 1984.
[2] J.C. Simo, R.L. Taylor: Quasi-Incompressible Finite Elasticity in Principal
Stretches. Continuum Basis and Numerical Algorithms. Computer Methods in
Applied Mechanics and Engineering 85 (1991) 273-310.
[3] J.A. Weiss, B.N. Maker, S. Govindjee: Finite element implementation of
incom pressible, trans versely isotropic hyperelasticity. Computer Methods in
Applied Mechanics and Engineering 135 (1996) 107-128.
[4] M. Kaliske: A formulation of elasticity and viscoelasticity for fi bre reinforced
material at small and fi nite strains. Computer Methods in Applied Mechanics
and Engineering 185 (2000) 225-243.
[5] M. Kaliske, M. Andre, A. Rieger: Modelling of Structural Inhomogeneities by
a Homogenized Approach. In: Proceedings of the Third European Conference on
Constitutive Models for Rubber, London, 2003.
Authors: Prof. Dr.-Ing. Michael Kaliske, Jörg Schmidt
Institute for Structural Mechanics, University of
Leipzig, Germany
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• Material formulations
Dr.-Ing. Armin Fritsch
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Applications and Technology
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Ein neuer Ansatz zur Berechnung
von Schraubenverbindungen
Das Spektrum der „traditionellen“ Modellierungstechniken
von Schrauben reicht von einer einfachen Verbindung von
Netzen über gemeinsame Knoten und Koppelgleichungen,
der Abbildung des Schraubenschaftes durch vorgespannte
Balkenelemente oder idealisierte Volumenmodelle bis hin zu
Detailmodellen mit Gewindefl anken. Bild 1 zeigt einige dieser
Varianten.
Allerdings lässt etwa die Kopplung einzelner Knoten keine
Beurteilung des Vorspannungszustandes der verschraubten
Teile zu. Die Abbildung von Schrauben über detaillierte Volumenmodelle
mit Gewindefl anken ist aufgrund des extrem
hohen Aufwandes nur bei nicht normierten Schraubverbindungen
eine wirkliche Option. In der Praxis wird häufi g das
Modell der – über thermische Abkühlung und eine initiale
Dehnung – vorgespannten Balken verwendet. Hier ist das
Problem, dass die erforderliche Abkühlung bzw. Dehnung
des Balken-Elements von der Steifi gkeit der verschraubten
Bauteile abhängt, die daher in einer vorgeschalteten Berechnung
ermittelt werden muss. Bei großen lokalen Steifi gkeitsunterschieden
innerhalb der verschraubten Flansche können
selbst bei einheitlicher Schraubengröße mehrere dieser Kalibrierungsrechnungen
erforderlich werden, um die richtigen
Werte für die Vorspannung jeder einzelnen Schraube zu
ermitteln. Hinzu kommt, dass die Einbindung von Balken in
den heute auf importierten CAD-Geometrien basierenden
Netzen aufwändig ist und manuelle Nacharbeit erfordert.
Direktübernahme der Schrauben-Geometrie aus dem CAD
Diese Problematik haben die Entwickler der ANSYS Programmfamilie
aufgegriffen und einen deutlich effektiveren
Weg gefunden, der in ANSYS Workbench umgesetzt wurde:
Die Schrauben können dabei über die in allen gängigen
3D-CAD Systemen gezeichneten zylindrischen Volumen am
Schraubenschaft, mit der gewünschten Schraubenvorspannkraft
versehen, abgebildet werden.
Applications and Technology
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Bild 1: Modellierungstechniken von Schraubverbindungen (v.l.n.r.): Kopplung von Knoten, vorgespannte
Balkenelemente, idealisiertes Volumenmodell, detailliertes Volumenmodell.
Hinterachsgetriebe eines Traktors.
Mit freundlicher Genehmigung
von AGCO-FENDT.
Es müssen also keine Balken-Ersatzmodelle generiert
werden, auch entfallen die Vorab-Berechnungen der thermischen
Abkühlung oder mechanischen Dehnung. Ein
solches Schraubenmodell zeigt Bild 2. Dort wirkt zwischen
den beiden Flanschen (1) ein abhebender (nichtlinearer)
Kontakt, mit oder ohne Reibung. Im Gewinde (2) wird eine
feste Verbindung z.B. durch Koppelgleichungen oder einen
Verbund-Kontakt defi niert. Unter dem Schraubenkopf (3)
wird oft vereinfachend ebenfalls ein fester Kontakt defi niert,
um die Anzahl der nichtlinearen Kontakte zu reduzieren und
dadurch den Berechnungsaufwand zu minimieren. Die maximale
Schraubvorspannkraft F Mmax wird am Schraubenschaft
(4) aufgebracht.
Die FEM-Berechnung besteht nun aus zwei internen, automatisierten
Schritten: Während des ersten Berechnungsschrittes
wird der Schaft der Schraube automatisch mittig quer zur
Schraubenlängsachse in zwei Teile zerteilt und in einer automatisierten
Kalibrierungsrechnung ohne äußere Last der
Vorspannweg u Schraube für jede einzelne Schraube ermittelt.
Dieser Schritt ist erforderlich, da die Vorspannung von den
lokalen Steifi gkeiten des Flansches und der Schraube abhängig
ist. Erst im zweiten Berechnungsschritt
wird dann mit der
korrekten Vorspannung über
den im ersten Schritt ermittelten
Vorspannweg die reale
Verschraubungssituation unter
äußerer Last, gegebenenfalls
mit Temperatureinfl uss,
berechnet.
Jede Schraube erhält also die
korrekte Vorspannung, selbst

wenn innerhalb eines Schraubenverbundes unterschiedliche
lokale Steifi gkeiten vorliegen. Darüber hinaus hat der Anwender
keinen Aufwand, um die Schraubenvorspannung manuell
zu ermitteln. Die FEM-Berechnung liefert dann die Verformungen
und Spannungen in der Baugruppe, um die miteinander
verschraubten Bauteile untersuchen und bewerten zu können.
Ein weiteres Ergebnis ist die maximale Schraubenkraft F Smax ,
die zur Ermittlung der Betriebsbeanspruchung nach VDI2230
herangezogen werden kann. Um die Schwingbeanspruchung
nach VDI2230 richtig zu berechnen, ist neben der Schraubenkraft
F Smax auch das auf die Schraube wirkende Biegemoment
notwendig, das als Berechnungsergebnis des Kontaktes
Schraubenkopf-Flansch ausgegeben wird.
Flächenpressung, Klemmkraft, Mindesteinschraubtiefe
Neben der Festigkeit der Schraube interessieren bei einer
Schraubverbindung weitere Faktoren:Ist die Flächenpressung
unter dem Schraubenkopf zulässig? Reicht die erforderliche
Klemmkraft? Ist die Mindesteinschraubtiefe gewährleistet?
Zur Berechnung der Flächenpressung kann die maximale
Schraubenkraft F Smax aus der FEM-Berechnung herangezogen
werden. Die Mindesteinschraubtiefe ist über ein Diagramm
oder einen Berechnungsgang in Abhängigkeit vom Schraubenwerkstoff
und der Festigkeit des Einschraubwerkstoffes zu
Seminar
Berechnung von Schrauben, Bolzen, Nieten
Dieses Seminar aus der Reihe ANSYS Best Practice vermittelt
den Teilnehmern die auslegungsgerechte Modellierung
(VDI2230) und Berechnung von lösbaren Verbindungen in
ANSYS bzw. ANSYS Workbench in Theorie und Praxis.
Grundkenntnisse in ANSYS werden vorausgesetzt.
Aus dem Inhalt
• Einführung
• Kontaktberechnung
• Ergebnisbewertung
• Praktische Übungen
• Idealisierung lösbarer Verbindungen
Termin
27. – 28. September 2005 in Grafi ng bei München
Referent
Klaus-Dieter Schönborn, CADFEM GmbH
Kosten
EUR 820,– zzgl. ges. MwSt.
In den Gebühren ist die Teilnahme einer Person inkl. Unterlagen,
2 x Mittagessen sowie Pausengetränken enthalten.
Für weitere Informationen oder Ihre Anmeldung wenden
Sie sich bitte an Frau Gudrun Grosse, Tel. +49 (0)80 92-70
05-98, E-Mail seminar@cadfem.de oder besuchen unsere
Seminarseiten auf www.cadfem.de
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Bild 2: Idealisiertes Volumenmodell mit automatischer Vorspannung.
ermitteln. Für die Überprüfung der Restklemmkraft sollte ein
zweiter Lastfall mit minimaler Schraubenvorspannung berechnet
werden. Die minimale Schraubenvorspannung ergibt sich
aus der maximalen Vorspannung, dem Anziehfaktor und dem
Vorspannverlust durch Setzen. Dieser wiederum basiert auf
der Gesamtnachgiebigkeit der Schraubverbindung, die sich
aus dem Vorspannweg und der Vorspannkraft der ersten FEM-
Analyse ermitteln lässt (d S +d P =u Schraube /F Mmax ).
Fazit
Der moderne Ansatz eines volumenbasierten Schrauben-
Modells in der FEM erlaubt die Verwendung der Original-
CAD Geometrie und erleichtert es Konstrukteuren und
Berechnungsingenieuren, Schrauben in der FEM abzubilden.
Die Defi nition eines adäquaten Berechnungsmodells wird
durch die automatische Kalibrierung der Schraubenvorspannkraft
weiter vereinfacht. Stabile Kontaktalgorithmen
(auch für Volumenelemente mit Mittelknoten) und leistungsfähige
Gleichungslöser erlauben die Untersuchung großer
Baugruppen mit mehreren Millionen Freiheitsgraden.
Mit der ANSYS Produktfamilie kann die Wirkungsweise von
Schraubverbindungen durch diese Vorgehensweise mit deutlich
geringerem Aufwand berechnet werden. Darüber hinaus
ist auch der Festigkeitsnachweis nach VDI2230 möglich, da
alle dafür erforderlichen Größen (Kräfte, Momente) ausgegeben
werden.
Ihr Ansprechpartner zu
• Berechnung von Schraubverbindungen
• Konstruktionsnahe Berechnung
Herr Christof Gebhardt
CADFEM GmbH Grafi ng
Tel.: +49 (0)80 92-70 05-65
E-Mail: cgeghardt@cadfem.de
Applications and Technology
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ANSYS und Mathsoft:
Integrierte Lösung für technische Simulationen
Die seit ANSYS 10.0. verfügbare Integration der Programme
Mathcad und ANSYS Workbench führt zu einer engen Verknüpfung
technischer Berechnungen und Dokumentation (Mathcad)
mit FEM-Simulationen (ANSYS). Mathcad ermöglicht Benutzern
jetzt den automatischen Import von Workbench-Daten, wodurch
sich dem Anwender neue Möglichkeiten für optimierte Berechnungen
und Simulationen eröffnen.
Beispielsweise können Ingenieure, die ein Airbag-System für
Kraftfahrzeuge entwerfen, mit ANSYS Workbench erzeugte
Analysedaten automatisch in Mathcad importieren, um wichtige
Informationen, wie etwa den maximalen Aufblasdruck, zu
berechnen.
„Hunderte von technischen Entwicklungsabteilungen verwenden
sowohl Mathcad als auch ANSYS Workbench zum Entwerfen und
Analysieren von Produkten, bevor diese in Produktion gehen“, so
Barry Christenson von ANSYS, Inc. „Da es sich hierbei um zwei
wichtige Tools für technische Entwickler handelt, ist es naheliegend,
diese miteinander zu kombinieren – oder noch besser,
sie miteinander zu verschmelzen. Deshalb werden wir mit der
neuen Version der ANSYS Workbench genau diese Funktionalität
anbieten.“
Mathcad ist das weltweit am häufi gsten genutzte Tool für technische
Berechnungen und ermöglicht die gleichzeitige Entwicklung
und Dokumentation der Berechnungen. Über eine intuitive
‘Whiteboard’-Oberfl äche können Ingenieure Formeln, Text und
interaktive Grafi ken auf einem einzelnen Arbeitsblatt miteinander
kombinieren.
Ihr Ansprechpartner für
• ANSYS-Mathcad Integration
• Mathcad Schulungen und Dienstleistungen
• Modellierung und Lösung Ihrer Simulationsprobleme
Frank Vogel
inuTech GmbH Nürnberg
Tel.: +49 (0)911 – 32 38 43-0
E-Mail: mathcad@inutech.de
www.inutech.de
Software
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Mathcad und ANSYS Workbench fungieren als eine einheitliche
Berechnungs- und Simulationslösung, wodurch Fehler durch
Kopieren, Abschreiben und nicht konsistente Einheiten vermieden
werden.
Mathsoft Engineering & Education, Inc.
Mathsoft Engineering & Education, Inc. (www.mathsoft.com)
ist ein Pionier auf dem Gebiet der Calculation Management-
Lösungen, mit denen technische Innovationen, Investitionen und
geistiges Kapital geschützt und gleichzeitig die Effi zienz und Produktivität
im gesamten Unternehmen gesteigert werden können.
Mathcad ist der international anerkannte Standard für technische
Berechnungen und angewandte Mathematik. Weltweit sind
mehr als 2,5 Millionen Mathcad Lizenzen im Einsatz.
inuTech GmbH
Die inuTech GmbH, Partner der CADFEM GmbH und von
Mathsoft Inc., ist ein deutsches Dienstleistungsunternehmen,
das Software-, Entwicklungs- und Beratungsdienstleistungen
im mathematischen und ingeneurwissenschaftlichen
Bereich anbietet. inuTech entwickelt
und vermarktet die Diffpack Product Line
(www.diffpack.com) zur numerischen Modellierung und
Simulation und verfügt über fundierte Erfahrungen auf
dem Gebiet der FEM-Technologie und ingenieurwissenschaftlicher
Beratungsdienstleistung.
inuTechs breit gefächertes Dienstleistungsspektrum
von Integrations-, Optimierungs- und Customization-
Lösungen bietet den Mathsoft-Kunden eine zentrale
Anlaufstelle für fundiertes Entwicklungs- und Implementierungs-Know-how
für den erfolgreichen Einsatz der
Calculation Management-Technologie von Mathsoft.

Analysis of Structure-borne Sound
with ANSYS/SBSound
Frequency response analysis is a standard analysis type in the
development of swinging structures. It determines both the
amplitude distribution of the displacements, represented as
a contour plot at a specifi c frequency, and the corresponding
frequency response at one or several evaluation nodes of the
model. Neither kind of representation, however, provides a
complete picture of the acoustic behavior of a given structure.
Well-established methods and analysis programs, e.g.
Boundary Element Method (BEM) or the FLUID30/FLUID130
acoustic fi nite elements in ANSYS, are available for analyzing
radiated airborne noise, permitting the in-depth assessment
of sound pressure and power. In many cases, however,
during the early design stages it is suffi cient to assess acoustic
behavior quickly and inexpensively without carrying out
any additional analyses.
Solutions using SBSound
SBSound analyzes structure-borne rather than airborne
sound, as described in relevant machine acoustics literature.
Said analyzes based on the modal superposition method can
be carried out quickly and effi ciently – normally taking just a
couple of minutes.
Post processing with ANSYS/SBSound:
Illustration of the structure-borne sound level (black–shaded curve)
together with the modal contribution of the involved modes
(colored curves).
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Distribution of the normal
surface velocity of the wall
at a discrete frequency.
This structural oscillation
factor is primarily important
for sound radiation.
SBSound in ANSYS can create the following results:
• frequency response of structure-borne sound power
• the central square of the velocity
• both factors, represented optionally as sound level [dB]
• contribution of discrete modes and/or separate surface
regions in the factors above. Represented as frequency
response, to determine acoustic misbehaviour quickly
• contribution of discrete modes and/or reference surface
ratios at a discrete frequency represented as a bar chart
• contour plots of the surface normal velocity for discrete
frequencies
Further developments are available on request,
including:
• taking a weighted average of the results in third and
octave bands
• A-evaluation of sound level [dB (A)]
• summary of frequency response results
Your contact for
• ANSYS/SBSound
• Acoustics simulation
Dr.-Ing. Marold Moosrainer
CADFEM GmbH Grafi ng
Tel.: +49 (0)80 92-70 05-45
E-Mail: mmoosrainer@cadfem.de
Software
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Heavy Machinery:
Simulation and Shared Engineering at Siempelkamp Group
The Siempelkamp Group is an international supplier of
equipment covering diverse market segments of industry.
The roots of the company, founded in 1883 and still a
family-owned business, are in the design and manufacture
of machinery, plant design, and foundry technology. Today,
the fi ve business units are Machinery and Plants, Industrial
Automation, Nuclear Technology, Foundry, and Metal Forming.
As a global player with approximately 2,500 employees,
Siempelkamp generates an annual turnover of over
500M Euros (2004).
It all started in 1883, with the invention of the perforated
heating platen for textile presses on which Gerhard Siempelkamp
founded his company, focusing on the development of
complete presses. Even during the early years, the company’s
aim was to supply not just a product to its customers, but a
solution to their problems, too. This was achieved by offering
additional engineering services and combining mechanical
and process engineering.
In the 1980s and 1990s, plants became increasingly more
complex and were automated using modern data processing
technology and software systems for process optimization
and production management.
Approximately 60 design engineers work at the Siempelkamp
Group’s Krefeld site, developing new applications and
machines. Ten of these engineers apply different simulation
software tools, such as ANSYS Mechanical, ANSYS Professional,
and ANSYS DesignModeler.
In 1995, Siempelkamp decided to use the ANSYS program
for Finite Element Analyses (FEA). Owing to a growing
demand for solving problems and performing analyses to
produce reliable machines, the number of engineers using
FEA increased from 4 to 10. Most of the FEA users’ work
involves investigating the linear elastic behaviour of complex
structures and components. Thermal problems are another
important application area.
A recent challenge in the fi eld of FEA was the analysis of
both all components and the entire frame of a 12-daylight
press (Fig. 1) designed for the production of wooden panels
with a size of almost 4 x 11 meters.
Eight hydraulic press cylinders, each with a piston diameter
of over a meter, provide a pressing force of 210.00 kN.
The press is designed as an upstroke press, and its frame is
formed of several elements. The individual lateral stands are
connected to the upper and lower crossbeams, thus forming
the press frame. The elements are not welded but, in order
Case Studies
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Fig. 1: View of the
12-daylight press
A: Upper press table
B: Lateral stands
C: Heating platens
D: Closing mechanism
E: Lower press table
F: Frame beams
G: Man
to achieve greater fatigue strength, assembled and fastened
using bolts instead.
Considering that each press table is an enormous 4 m x 11
m in size, 1.8 m thick and (unfi nished) weighs 215 tons, the
entire Siempelkamp know-how and the synergies within the
Siempelkamp Group can be observed in the production of
heavy castings such as upper and lower press tables. This
kind of work is naturally carried out by the Siempelkamp
Foundry Branch, Krefeld.
The casting takes 3 weeks to cool suffi ciently to enable their
removal from the molds. They are then transported on a special
truck to the adjacent Siempelkamp Machinery Branch,
where they are subjected to the fi nal stages of treatment.
Heating platens for the presses are also manufactured in the
Krefeld factory. To this end, two plates with a thickness of
200 mm are joined by means of SAW (submerged-arc welding)
to form a 4.1 x 10.73 m platen. At this stage, the platen

weighs 70 tons and must be stress-relieved after welding. The
platen’s surfaces are machined with a portal milling machine
to almost nominal dimensions of the heating platen.
The heating channels are drilled into the solid material using
a special deep-hole drilling machine. 120 years ago Gerhard
Siempelkamp founded the company on the basis of precisely
this know-how.
About 700 m of drills are implemented into each heating platen
to form the channels for the heating medium to circulate and
to heat the platens to a temperature of about 240° C.
The new press will be the core element of a line with a
combined belt/screen transport system, 16 of which Siempelkamp
has already sold in North America.
From September 2005, the company aims to produce 2070 m³
of OSB a day, at a thickness of between 6 and 32 mm. This
type of output can only be economically viable if a sturdy,
highly reliable press is used.
Finite Element Methods (FEM) – one of the engineering
tools used for the Slocan project
ANSYS was used to design this 12-daylight press, determining
deformations, loads and stresses on the press components
(frames, cylinders, beams) as well as pressure distribution on
the product surfaces.
The numerical simulation of such components is essential,
particulary in the case of Slocan, where immense forces and
component dimensions are required.
The geometric description of the components is transferred
from the 3D CAD-System to the computation unit. These
data are completed using the loads and boundary conditions;
the models thus generated are computed and evaluated.
This work is carried out in order to trace any weak points,
and eliminate them using geometric variants.
The spectacular developments which have been made within
the fi eld of computation permit the analysis of highly complex
structures. While just a couple of years ago it was only
possible to simulate individual components, today engineers
are able to represent the entire press system.
1
2
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Fig. 2:
Transfer of 3D data within the production process accelerates
optimization. A coherent process will develop the project
from its design stage to computation and preparation in the
foundry.
The geometry of the casting can easily be infl uenced, thus
enabling the generation of uniform stresses and material
distribution within the component structure. This is the great
advantage of casting with a wide range of shape optimization.
Once a model has been computed and assessed, all stresses,
deformations, reaction forces and pressure distributions and,
most importantly, all interactions to adjacent equipment
such as foundations, piping, etc., can be inferred.
In addition to the metal press components, analysis of the
press also takes into account the characteristics of the wood
furnish to be pressed. It is thus possible to project the product
geometry to be expected for every daylight.
Figure 2 shows the stress distribution on the whole press
frame and the pressure distribution in each of the 12-daylights.
The pressure applied by the eight pistons and the
uniform load application into to the entire structure is clearly
visible.
Siempelkamp Engineering
provides single or complete
solutions for the requirements
of prototypes, special
and single components, or even limited-lot productions.
By combining the diversifi ed engineering
skills with the manufacturing capacities, Siempelkamp
Engineering is the partner for the solution of
complex tasks.
www.siempelkamp.com
E-mail: ernst.warnke@siempelkamp.com
1: Distribution of stress on the lower crossbeam; 2: Result of an FE-simulation for the entire press model;
3: Analysis of pressure distribution inside the press; 4: Press beam under load
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4
Case Studies
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Statik, Magnetfeld, Optimierung:
ANSYS in der Uhrenentwicklung bei IWC
Unverwechselbare Originale der Zeitmessung, das ist unbestritten
die Spezialität der nordostschweizerischen Uhrenmanufaktur IWC
Schaffhausen: Die berühmte „Da Vinci“ mit ewigem Kalendarium
zählt ebenso dazu, wie die „Grande Complication“, wohlgemerkt
die Erste fürs Handgelenk. Aber auch die super-antimagnetische
„Ingenieur“ oder Taucheruhren, die sogar dem Druck von 2000
Meter Wassertiefe standhalten und die einzige Taucheruhr
mit mechanischem Tiefenmesser seien hier genannt. Von IWC
kommen seit Jahrzehnten professionelle „Fliegeruhren“. Und
seit dem Gründungsjahr 1868: Die unübertroffenen, hochfeinen
Taschenuhren von IWC. (Quelle: www.iwc.com)
Die Synthese aus Tradition und Moderne zieht sich durch das
ganze Unternehmen und fi ndet sich somit auch bei Entwicklung
und Konstruktion der Produkte wieder. Wie eh und je werden
neue Uhrenmodelle von hochspezialisierten Ingenieuren erdacht
und mit viel Sinn für Details entworfen. Mittels computerunterstützter
Berechnungen werden diese dann auf Machbarkeit
untersucht und die optimale unter verschiedenen möglichen
Varianten ermittelt.
IWC setzt dafür ANSYS ein und erweitert das eigene Know-how,
indem bei Bedarf zusätzlich hochspezialisierte Berechnungsdienstleister
wie die VT GmbH in Schaffhausen oder die CADFEM
AG in Aadorf und Lausanne engagiert werden. Die „zeitgemäße“
Anwendung von ANSYS wird in diesem Beitrag anhand von drei
verschiedenen Einsatzbeispielen dargestellt.
Strukturmechanische Berechnungen
Bei der Entwicklung von Uhrwerken sind die meisten Fragestellungen,
die mit einer FEM-Berechnung gelöst werden können,
strukturmechanischer Art. Ein Uhrwerk ist
eine komplexe Baugruppe, die sowohl Starrkörper
enthält als auch Komponenten, die
fl exibel sind, also Deformationen unterliegen.
Eine herausragende Bedeutung kommt
zudem der Defi nition von Kontakten beim
Zusammenspiel der Komponenten zu.
Alle Bauteile, die einer Deformation unterliegen,
sollten grundsätzlich als fl exibel betrachtet
werden. In den meisten Fällen reicht es
dabei aus, ein zweidimensionales Modell des
Bauteils zu generieren. Dadurch kann nicht
nur erheblich Rechenzeit gespart, sondern
auch die Ergebnisgenauigkeit erhöht werden.
Viele Zahnräder, Bolzen und Lager unterliegen
dagegen keiner nennenswerten Deformation.
Case Studies
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Rigid-
Element
Geometrie 2D
Diese können
damit auch
im Modell
als beliebig starr nachgebildet
werden. Auch damit lässt sich die Rechenzeit und das
Konvergenzverhalten des Modells wesentlich verbessern.
Zahlreiche Bauteile im Uhrwerk haben keine feste Verbindung.
Die FEM-Berechnung solcher Konstellationen war bis vor wenigen
Jahren nur äußert versierten Berechnungsspezialisten möglich,
unter großem Zeitaufwand und trotzdem nicht immer mit
einem zufriedenstellenden Ergebnis. Aktuelle ANSYS Versionen
enthalten eine Auswahl an unterschiedlichen Kontaktelementen,
durch die die Modellierung noch lange nicht trivial wird, die aber
erheblich zu einer adäquaten Problemlösung beitragen. (Bild 1).
Weil die vielfältigen Funktionen einer Uhr in unterschiedlichen
Ebenen stattfi nden, können bei der Simulation meist 2D-Elemente
wie plane82, target169 oder contact172 verwendet werden. Die
Rechenzeiten liegen aufgrund der zu berücksichtigenden großen
Deformationen im Bereich von einigen Minuten.
Die Ergebnisse können in zwei Kategorien unterschieden werden:
Zum einen die sehr anschauliche Darstellung einer Animation, die
den gesamten Bewegungsablauf des Ensembles wiedergibt. Da
die auftretenden Spannungen dabei bereits im Bauteil visualisiert
sind, erhält der Ingenieur ein sehr aussagekräftiges Gesamtbild.
Zum anderen sind alle physikalischen Grössen, beispielsweise
Reaktionskräfte, maximale Belastungen oder Geschwindigkeiten
auch in numerischer Form darstellbar. Hier profi tiert der Entwickler
von einer besonders detaillierten Anzeige der verschiedenen
zu untersuchenden Bereiche.
Kontakt
Bild 1: Strukturmechanische Auslegung des Uhrwerks: FEM-Modell, verschiedene Darstellungen
der Spannungsverläufe.

Magnetische Simulation
Neben der Hauptanwendung von ANSYS im Bereich der Uhrenindustrie,
der Berechnung mechanischer Eigenschaften, besteht
bei IWC auch immer wieder Bedarf an anderen Simulationsmöglichkeiten,
die ANSYS bietet – beispielsweise eine Magnetfeldberechnung.
Diese Anwendung ist sinnvoll, wenn starke magnetische Felder
bewegte Metallteile bremsen. Um nun das Uhrwerk vor einem
magnetischen Feld abzuschirmen, wird es oft in einen Käfi g aus
Weicheisen eingebaut. Da Eisen jedoch in einem Magnetfeld
ein ausgesprochen nichtlineares Verhalten aufweist, ist eine
Abschätzung der Abschirmwirkung ohne Hilfsmittel nicht ganz
unkritisch. Vergleichsweise einfach hingegen kann das Problem
mit einer ANSYS-Berechnung des Feldes gelöst werden. Für die
Modellierung von Eisen und Luft werden solid96 verwendet. Mit
source36 kann auf einfache Weise eine Helmholtzspule realisiert
werden, die ein ausreichend homogenes äußeres Feld erzeugt,
ohne dass ein sehr großes Luftvolumen vernetzt werden muss.
Das resultierende Feld im Käfi g kann als Funktion des außen vorgegebenen
Feldes berechnet werden, wobei auch die Wirkung
von Öffnungen im Käfi g sichtbar wird. (Bild 2).
Bild 2: Magnetfeldberechnung: Die Darstellung zeigt des magnetische
Feld in einer Querschnittsebene. (Die verwendete Einheit ist Tesla)
Optimierung
Mit der Ermittlung des Verhaltens von Bauteilen und Baugruppen
wie komplexen Uhrwerken unter der Einwirkung unterschiedlicher
physikalischer Effekte ist das Einsatzspektrum von ANSYS
allerdings noch lange nicht ausgeschöpft. Auch für Optimierungsaufgaben
stehen sehr effi ziente Werkzeuge zur Verfügung.
Autoren des Beitrags
• Luc Bourgeois; Jean-François Mojon,
IWC Schaffhausen, Schweiz, (Projektleitung)
• Peter Steinhäuser, VT-GmbH Schaffhausen, Schweiz
(www.vt-gmbh.ch), (Durchführung d. Berechnung)
Ansprechpartner zu
• Berechnungslösungen für die Uhrenentwicklung
Roberto Rossetti, CADFEM AG Lausanne
Tel.: + 41 (0)21 60 170 80
E-Mail: roberto.rossetti@cadfem.ch
Homepage von IWC:
www.iwc.ch
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
ANSYS ist in der Lage, bestehende Geometrien zu parametrisieren
und auf dieser Basis selbständig einzelne, vom Anwender
frei wählbare Parameter soweit anzupassen, bis ein bestimmtes
Optimierungsziel erreicht ist. In den meisten Fällen geht es
um eine Reduzierung der maximalen Spannung bis unter die
Grenze der maximalen Belastbarkeit. Es kann sich aber auch
um andere, rein funktionale Kriterien handeln.
Im Fall des „Mecanisme de mise a zero» waren aufgrund
anderer Randbedingungen nur minimale Änderungen zulässig.
Bei einer Berechnungsdauer von wenigen Minuten für
eine einzelne Variante sind bei einer automatisierten Version
in kurzer Zeit sehr viele Varianten berechenbar. Wenn der
Optimierungsalgorithmus darüber hinaus die Parameter nicht
rein zufällig wählt, sondern nach bewährten Methoden eine
optimale Variante ermittelt, sind deutliche Verbesserungen
alles andere als zufällig.
Praktisch jede Berechnung im Bereich der Uhren ist als APDL-
Makro verwirklicht. Damit kann, falls das Ergebnis noch nicht
wie gewünscht ist, relativ einfach eine Optimierungsrechnung
gestartet werden. Es müssen nur noch Variationsparameter
und Zielgrößen defi niert werden.
Ein ganz anderes Optimierungsverfahren ist die Topologieoptimierung:
Hier versucht ANSYS, ausgehend von einer bestehenden
Form einen gewissen, vorgegebenen, Prozentsatz Material
zu entfernen und gleichzeitig eine maximale Steifi gkeit zu
bewahren. Auch wenn die Ergebnisse (rot bedeutet Material,
blau eine Aussparung, Bild 3) keine eindeutigen Kanten liefert,
was in jedem Fall konstruktive Nacharbeit erfordert, können
mit dieser Methode automatisch vielversprechende neue
Ideen erzeugt werden. Der Berechnungsingenieur kann damit
die Zeit, die er benötigt, um sich in das jeweilige Problem hineinzudenken
und kreative Lösungswege zu fi nden, erheblich
verkürzen.
In vielen Fällen ist eine Kombination aus mehreren Optimierungsmethoden
die beste Lösung: Die Topologieoptimierung
liefert Ideen, die in einer folgenden Parameteroptimierung zu
einem herstellbarem Produkt weiterverarbeitet werden.
Bild 3: Topologische Optimierung
Case Studies
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eCADFEM: Berechnungssoftware
nach Bedarf nutzen
eCADFEM steht für verschiedenste, weltweit führende FEM-
Simulationsprogramme, die über eine direkte Internetverbindung
„on Demand“ genutzt werden können. Mit anderen
Worten: Der Anwender mietet eine Lizenz dann, wenn er sie
braucht und bezahlt nur für die Zeit, in der er das Programm
auch tatsächlich nutzt.
Ob Ingenieurbüro oder Großunternehmen – eCADFEM bietet
die entscheidende wirtschaftliche Flexibilität, auf gelegentlichen
oder kurzfristigen Berechnungsbedarf reagieren zu
können, oder auch um Spitzen und Lizenzengpässe elegant
zu überbrücken. Weit über 200 Kunden setzen eCADFEM
branchenübergreifend zur Lösung unterschiedlichster Simulationsaufgaben
ein.
Sicher, schnell und unkompliziert
• Lokale Client-Installation
• Interaktiv und Batch
• Alle Berechnungsdaten bleiben auf Ihrem Rechner
• Kein Verschicken von Daten
• Sekundengenaue Abrechnung (elapsed time)
• Direkte Kostenkontrolle
eCADFEM Lizenzpool im Überblick
Mit einem eCADFEM Prepaid-Kontingent hat der Anwender
rund um die Uhr, 24 Stunden täglich, 7 Tage pro Woche
Zugang zu einem ganzen Pool an Lizenzen.
• ANSYS Multiphysics: High-End FEM-Simulation
• ANSYS Mechanical: Nichtlineare Strukturmechanik
und Thermalanalyse
• ANSYS/LS-DYNA: Explizite FEM-Simulation
• ANSYS/CFX-CAD2Mesh:
o ANSYS DesignModeler:
Parametrische Geometrieerstellung und
berechnungsgerechte Aufbereitung
o ANSYS ICEM CFD (Hexa, Tetra/Prism):
High-End Vernetzungstechnologie
• TOSCA für ANSYS: Parameterfreie Strukturoptimierung
• PALMYRA: Ermittlung, Untersuchung und
Optimierung neuer Materialien
Software
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Auszug aus der eCADFEM Kundenreferenzliste:
• 3M Laboratories (Europe); Neuss
• ABB Turbo Systems AG; Labor Thermische Maschinen; Baden
(CH)
• Aerzener Maschinenfabrik GmbH; Aerzen
• Applied Films GmbH & Co. KG; Alzenau
• Barmag AG – Zweigniederlassung der Saurer GmbH & Co.KG;
Remscheid
• Bayer AG; Leverkusen
• BESSY GmbH; Berlin
• Brändle & Sinz Engineering GmbH; VS-Schwenningen
• Composite EDP GmbH; Burkhardtsdorf
• ESI Energie-Sicherheit-Inspektion GmbH; Mannheim
• FCT Systeme GmbH; Rauenstein
• GIF – Gesellschaft für Industrieforschung mbH; Alsdorf
• Günter Huber Mechanic Engineering; Weissach
• Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH; Nürtingen
• hhpberlin, Ingenieurgesellschaft für Brandschutz mbH; Berlin
• HYON CAD/FEM; Neckarsulm
• IFE Deutschland – Ingenieurbüro Frank Exius; Sinzig bei Bonn
• IMI Norgren GmbH; Fellbach
• Ingenieurbüro Bernd Rudat; Plauen
• invenio Lintner Engineering GmbH; Willich
• ISM Ingenieurbüro Kirschbaum; Neukirchen-Vluyn
• Kolbus GmbH & Co. KG; Rahden
• LANXESS Deutschland GmbH; Leverkusen
• Lauer & Weiss GmbH; Fellbach
• LEWA Herbert Ott GmbH + Co. KG; Leonberg
• MATFEM Partnerschaft Dr. Gese & Oberhofer; München
• Meinke / Mielke, Beratende Ingenieure; Verden/Aller
• Nova Werke AG; CH-Effretikon
• Plastics Engineering Group GmbH; Darmstadt
• Recaro Aircraft Seating GmbH & Co. KG; Schwäbisch Hall
• Robert Bosch GmbH; Bamberg
• Rücker AG; Wiesbaden
• Ruetz Technologies; München
• SCHOTTEL GmbH & Co. KG; Spay
• Stiebel-Eltron GmbH & Co. KG; Holzminden
• Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH; Ditzingen
• Tyco Electronics AMP GmbH; Berlin
• Ventilatorenfabrik Oelde GmbH; Oelde
• Voith Paper GmbH; Krefeld
• Windrad Engineering GmbH; Zweedorf
• ZAVT GmbH; Lippstadt
• Zuckriegl GmbH; Schorndorf

www.eCADFEM.com
Neben dem passwortgeschützten
Bereich, in dem der
Anwender Zugriff auf seine
Usage Reports und seine Guthabenübersicht
hat, bietet
das Portal umfangreiche Informationen
rund um den
eCADFEM-Service:
• Aktuelle Preisinformationen
• Angebote für Neubeschaffung und Kontingenterweiterung
• Programmprofi le und Features
• Anwenderberichte und Referenzen
eCADFEM in der Praxis
Das Ingenieurbüro Schreck aus Röhrmoos bei München
bietet neben der Entwicklung von Maschinen-Komponenten
und Systemen und Schadensanalysen schwerpunktmäßig
Festigkeitsberechnungen an.
Kompetenzen
• Lebensdauer-Berechnungen unter Berücksichtigung verschiedener
Versagensursachen
• Nichtlineare Stabilitäts-Analysen von statischen Komponenten
mit der FEM
• Nichtlineare Berst-Analysen von rotierenden Komponenten
mit der FEM
• Eigenwert-Analysen von statischen und rotierenden Komponenten
mit der FEM
• Lineare und nichtlineare statische und transiente Spannungs-Analysen
mit der FEM
Bei der Projektbearbeitung werden unterschiedliche Softwaretools,
darunter auch immer wieder ANSYS, eingesetzt.
Hier arbeitet Herr Schreck nicht mit einer Kaufl izenz. Stattdessen
nutzt er ANSYS auf Mietbasis über den Service eCADFEM.
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Ihr Ansprechpartner
Nicole Töpfer, CADFEM GmbH Grafi ng
Tel.: +49 (0)80 92-7005-34
E-Mail: ecadfem@cadfem.de
Exakt die Zeit, in der die Lizenz tatsächlich eingesetzt wird,
wird von seinem vorab bestellten Kontingent abgebucht.
Damit kann er fl exibel auf Projektaufträge reagieren, die
dann mit den benötigten Modulen in der stets aktuellsten
ANSYS Programmversion bearbeitet werden.
Kontakt:
Ingenieurbüro Bernhard Schreck
www.b-schreck.de
Nichtlineare Stabilitätsberechnung eines Flugtriebwerkgehäuses.
Quelle: MTU
Software
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LSTC:
Neues von LS-DYNA,
LS-PrePost und LS-Opt
For engineers working in the area of numerical simulation, the
powerful, explicit and implicit analysis software LS-DYNA is wellknown
nowadays. But do you also know the companions of LS-
DYNA i.e. LS-OPT and LS-PrePost developed by LSTC?
At that time when Livermore Software Technology Corporation
(LSTC) was founded in 1987 by Dr. John O. Hallquist the main
focus was to commercialize and further develop LS-DYNA.
Originated from the public domain software code for explicit
analyses (DYNA3D) LS-DYNA changed meanwhile to a multipurpose
fi nite element program capable to analyse the nonlinear
static and dynamic response of structures. LSTC’s development
is focused on a one code methodology that includes implicit,
explicit or thermal solver. All solvers are available in shared or
distributed memory computations. Moreover LS-DYNA is optimized
on all platforms including clusters running Unix, Linux, and
Windows operating systems. Most prominent application areas
are for example crashworthiness, occupant/pedestrian safety,
and sheet metal forming.
Recent developments in LS-DYNA 971 deal with realistic modelling
of spot welds, addition of perturbation for implicit buckling
analyses, and defi nition of parameter expressions within the input
fi le, to name just a few of them.
Beside that continuously progress in LS-DYNA capabilities, two
software companions are additionally developed by LSTC: LS-Pre-
Post and LS-OPT. For LS-DYNA users, both are free of charge.
LS-PrePost
LS-PrePost is an advanced interactive program for preparing input
data for LS-DYNA and processing the results from LS-DYNA ana-
LS-DYNA at the 23rd CADFEM Users´ Meeting
November 9 – 11, 2005, Bundeshaus Bonn, Germany
This year´s conference provides on all three days an attractive
agenda for LS-DYNA users as well as engineers interested
in explicit analysis:
• Workshop on Crashworthiness Simulation with Paul Du Bois
(Wednesday, Nov. 9)
• Sessions dedicated to i.e. Crash, Impact, Metalforming
(Thursday, Nov. 10)
• LS-DYNA User Group Meeting, Developers from LSTC
will be present
(Friday, Nov. 11)
For more information on the conference visit
www.usersmeeting.com.
Software
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
lyses. The user interface is intuitive and easy to use. All data and
menus are designed in a logical and effi cient way to minimize
number of mouse clicks and operations. LS-PrePost runs on all
Unix/Linux workstations and MS Windows computers utilizing
the OpenGL graphics standard to achieve fast rendering and XY
plotting.
LS-OPT
LS-OPT is a standalone design optimization and probabilistic
analysis package with an interface to LS-DYNA. The optimization
capability in LS-OPT is based on response surface methodology
and design of experiments. The D-optimality criterion is
used for the effective distribution of sampling points in order
to have an effective generalization of the design response. A
successive response surface method allows convergence of the
design response. Additionally LS-OPT enables the investigation of
stochastic effects using Monte Carlo simulation involving either
direct FE analysis or analysis of surrogate models such as response
surface methodology or neural networks. As an input distribution,
any of a series of statistical distributions such as normal,
uniform, beta, Weibull or user-defi ned can be specifi ed. Latin
hypercube sampling provides an effi cient way of implementing
the input distribution. Histograms and infl uence plots are available
through the postprocessor (Version 2.2).
Currently LS-OPT runs on Unix/Linux platforms.
Your contact for more information on
• LS-DYNA
• LS-PrePost
• LS-OPT
• Consulting with LS-DYNA
Wolfgang Lietz
CADFEM GmbH
Tel.: +49 (0)163 – 96 36 19 65
E-Mail: wlietz@cadfem.de
• LS-DYNA Support
Dr.-Ing. Ulrich Stelzmann
CADFEM GmbH Chemnitz
Tel.: +49 (0)371 – 267 06-1
E-Mail: ustelzmann@cadfem.de
www.lsdyna-portal.com

Auslegung und Simulation
kopfaufschlagtauglicher Motorhauben
Im Herbst 2004 kam es im Rahmen einer interdisziplinären Diplomarbeit
an der Züricher Fachhochschule Winterthur zu einer interessanten
und erfolgreichen Zusammenarbeit von Absolventen
der Studiengänge Maschinenbau-Informatik und Maschinenbau.
„Auslegung und Simulation kopfaufschlagtauglicher Blechstrukturen“
war das Diplomarbeitsthema aus dem Bereich Leichbautechnik,
bei dem zur Berechnung LS-DYNA eingesetzt wurde.
Fussgänger sind bei Verkehrsunfällen mit Personenwagen und
dem sich dabei häufi g ereignenden Kopfaufschlag auf die Motorhaube
hohem Verletzungsrisiko ausgesetzt. Bis 2005 müssen
neue Fahrzeugtypen mit Motorhauben ausgerüstet werden,
welche bereits die EU-Kriterien der ersten Phase bezüglich Kopfaufschlagtauglichkeit
erfüllen. Der allfällige Verletzungsgrad wird
mit einem allgemein akzeptierten biomechanischen Kriterium,
dem Head Injury Criterion (HIC) charakterisiert.
Die bis jetzt von der Automobilindustrie angestrebten Lösungen
mittels aktiver Systeme (Airbag, Anheben der Motorhaube)
erwiesen sich als teuer und problematisch in der Realisierung.
Die Diplomarbeit konzentrierte sich auf eine passive Lösung: Die
Optimierung der konventionellen Bauweise eines mit dünnwandigen
Profi len verstrebten Bleches.
Um ein kontrolliertes Abbremsen des Kopfes ohne Rückprall zu
ermöglichen, muss die gesamte kinetische Energie in plastische
Deformationsarbeit umgewandelt werden. Grundsätzlich stehen
drei Mechanismen für die Absorption der Energie zur Verfügung:
• Deformation im Blech, dabei beeinfl ussen die Rippen die Lage
und die Ausbildung der Falten
• Deformation der Rippen, durch plastische Biegung der Rippen
wird die Energie aufgenommen
• Deformationen der Aufl agen, die Lagerstellen verformen sich
plastisch
In verschiedenen rechnerischen und experimentellen Simulationen
mit einem Testkopf wurden diese Mechanismen einzeln unter-
Berechnung Versuch
Vergleich von Versuch und Computer-Simulation beim Kopfaufschlag.
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
sucht. Durch eine gezielte Kombination dieser Deformationsmechanismen
wurde eine Beschleunigungs-Zeit-Kurve erzielt, welche
zu akzeptierbaren Werten des Head Injury Criterion führt.
Aus dem Vergleich von rechnerischer und experimenteller Simulation
beim Kopfaufschlag geht hervor, dass die Beschleunigungskurven
grundsätzlich grosse Ähnlichkeit aufweisen. Die absoluten
Werte, wie HIC und Deformationsweg stimmen mit einer Abweichung
von weniger als 8% sehr gut überein.
Eine Motorhaubenkonstruktion aus Aluminium unter Verwendung
aufgeklebter Rippen hat im Hinblick auf Kopfaufschlagtauglichkeit
durchaus Potential. Die Versuche und Berechnungen
haben gezeigt, dass akzeptable Deformationswege erreicht
werden können, auch unter Einhaltung der HIC-Kriterien. Der
Abstand zu steifen Bauteilen, z.B. Batterie oder Motorblock,
unter der Motorhaubenoberfl äche müsste mit 70mm jedoch
ungefähr dem doppelten des heute Vorhandenen entsprechen.
Im Hinblick auf die im Jahre 2015 geltenden Forderungen, dass
100% der Motorhaube kopfaufschlagtauglich ausgelegt sein
muss, bildet die erarbeitete Bauweise eine viel versprechende
Grundlage, welche diese Forderungen großteils schon erfüllt.
Rechnerische Simulation mit LS-DYNA ...
... und entsprechender Kopfaufschlagversuch
Diplomarbeit 2004 an der Zürcher Fachhochschule
Winterthur von Martin Oppliger (rechnerische Simulation
mit LS-DYNA) und Martin Rüegg (Versuche,
Auslegung und Konstruktion)
Ihr Ansprechpartner
Roger Stahel
CADFEM AG Aadorf
Tel.: +41 (0)52 368 01 01
E-Mail: roger.stahel@cadfem.ch
Case Studies
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Simulation von Bersttests schnelllaufender Rotoren mit
der expliziten FE-Methode – ein Vergleich mit dem Versuch
Ziel eines Containment-Tests ist es zu demonstrieren,
dass die Gehäusestruktur eines Turboladers ausreichend
dimensioniert ist, um im Falle eines Nabenversagens keine
Bruchstücke nach außen dringen zu lassen. Die bisher durchgeführten
praktischen Verfahren sind allerdings sehr teuer
und zeitaufwändig, zumal das zu gewinnende Wissen über
die ablaufenden Hochgeschwindigkeitsverformungsprozesse
eher begrenzt ist. Dies sind die Hauptgründe für die Durchführung
der Containment-Tests mittels der im LS-DYNA
Code implementierten expliziten FE-Methode. Die Ergebnisse
der praktischen Validierung zeigten hierbei sehr gute
Übereinstimmungen mit der Simulation sowohl globale und
lokale Deformationen betreffend, als auch beim mechanischen
Verhalten der Turboladerkomponenten. Die Resultate
verdeutlichen außerdem, dass mit LS-DYNA auch andere
Anwendungsfälle mit schnell drehenden Bauteilen realistisch
abbildbar sind.
Beschreibung des untersuchten Turboladers
Der vorliegende Untersuchungsgegenstand ist ein Axialturbolader
mit einer maximalen Leistungsabgabe von
5.100 kW, der u.a. bei Schiffsdieselmotoren Anwendung
fi ndet. Er setzt sich zusammen aus einem Radialverdichter
und einer Axialturbine, einem Gaseinlassgehäuse und einem
Diffusor auf der Turbinenseite, sowie verdichterseitig einem
Nachleitapparat und einem Spiralgehäuse. Die Welle, auf der
Turbinenläufer und Verdichterrad montiert sind, ist im Lagergehäuse
gelagert. Die maximal zulässige Drehzahl beträgt
26.000 min -1 . Der Turbolader weist eine Gesamtmasse zwischen
1.050 und 1.350 kg auf, bei einer Länge von 1.300
– 1.900 mm, einer Höhe von 1.400 mm und einer Breite von
950 mm.
Modellierung
Wie in jeder Simulation hängt auch beim Containment-Test
die Qualität der Simulationsergebnisse zu einem großen Teil
direkt von der Qualität der getroffenen Randbedingungen
und Grundannahmen ab. Es muss ebenso auf eine sinnvolle
Abbildung der Struktur wie auch auf eine realitätsnahe
Aufbringung von Randbedingungen und Ableitung von
Werkstoffgesetzen geachtet werden. Bild 1 zeigt hierzu das
Gesamtmodell des Turboladers. Es besteht sowohl aus Volumen-,
als auch aus Schalen- und Balkenelementen. Schalen
werden meist in Regionen eingesetzt, die eine nicht so hohe
Bedeutung für lokale mechanische Effekte des Laufradversagens
besitzen, Balken und Starrkörper werden als Verbindungselemente
genutzt. Das gesamte Modell besteht aus ca.
630.000 Elementen.
Case Studies
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Bild 1: Gesamtmodell des
Turboladers
Berechnung
In der Simulation werden verschiedene Arten von Nichtlinearitäten
berücksichtigt. Geometrische Nichtlinearitäten wie
Kontakte und große Deformationen der Struktur werden
ebenso abgebildet wie Materialnichtlinearitäten, z.B. Plastizität
und Dehnrateneffekte. Die Materialbeschreibung im
nichtlinearen Bereich besteht überwiegend aus tabellarischen
Verfestigungskurven („wahre“ Spannung über „wahrer“
Dehnung) für mehrere Dehnraten und verschiedene Bauteiltemperaturen.
Diese Kurven müssen aus Testdaten für jedes
verwendete Material abgeleitet werden.
Das Modell wurde mit der expliziten FE-Software LS-DYNA
simuliert. Der gesamte Containment-Test, dessen relevanter
Teil hier ca. 2,5 ms dauert, wurde simuliert in ca. 75.000 Zeitschritten
von 0,035 µs. Unter Verwendung eines LINUX-Cluster
mit vier CPUs betrug die Simulationszeit ca. 20 Stunden.
Ergebnisverlauf
Zu Simulationsbeginn befi nden sich die drei bereits geteilten
Segmente des Verdichterlaufrades noch auf der Welle.
Durch die Defi nition einer anfänglichen Winkelgeschwindigkeit
werden von Anfang an Zentrifugalkräfte aufgebaut.
Diese führen zu einer Radialbewegung der Laufradteile und
resultieren im Kontakt der Segmente mit der Gehäusestruktur
nach einer simulierten Dauer von 0,1 ms. Bis zu einem
Zeitpunkt von etwa 1,2 ms dringen die Bruchstücke in die
Gehäusestruktur ein und werden dann gestoppt. Durch die

dynamischen Trägheitseffekte wird die maximale Belastung
der Struktur erst mit einer Verzögerung von 0,5 ms erreicht.
Nach dieser Zeit werden die Laufradsegmente infolge der
elastischen Kräfte im Gehäuse wieder zurück in Richtung
Welle beschleunigt. Ungefähr 50 % der gesamten kinetischen
Energie des Laufrades wird in den ersten 2 ms des
Crashverlaufes in Verformungsenergie der Struktur umgewandelt,
ein Großteil der verbleibenden kinetischen Energie
wird in Reibung umgesetzt.
Validierung
Zu Validierungszwecken wurde ein realer Containment-Test
auf dem Prüfstand der Firma MAN B&W durchgeführt. Nach
dem erfolgreichen Verlauf wurde der Turbolader demontiert,
um Fotografi en der Einzelteile anfertigen zu können. Diese
Bilder können mit den jeweiligen Teilen aus der Simulation
Bild 2: Laufradsegmente
verglichen werden. Die Bilder 2 – 4 zeigen eine gute Übereinstimmung
zwischen Test und Simulationsergebnissen.
Den meisten Materialien wurde kein Versagenskriterium
zugewiesen, ein Bruch der Struktur konnte daher in der
Simulation nicht auftreten. Dennoch kann eine plastische
Dehnung von 35 – 40 % als eine realistische Bruchdehnung
angesehen werden. Bild 3 zeigt die Ergebnisse für das
Einsatzstück. Risse treten in den Bereichen mit plastischen
Dehnungen über 40 % auf. Die simulierten Verformungen
der Labyrinthscheibe in Bild 4 stimmen gut mit den Testergebnissen
überein. Die Übereinstimmung der Simulationsergebnisse
mit den Testergebnissen ist ausgezeichnet. Die
vorhergesagten Schädigungen der Komponenten sind sehr
Bild 3: Einsatzstück
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
ähnlich zu den beobachteten Schädigungen an der realen
Struktur. In Bereichen, die ohne Materialversagen im Werkstoffgesetz
abgebildet wurden und in der realen Struktur
Beschädigungen aufweisen, können hohe plastische Dehnungen
nachgewiesen werden.
Die numerische Analyse kann hochbelastete Regionen und
mögliche Risse in den Bauteilen vorhersagen. Zudem zeigt sich
ein hohes Potential für den Einsatz dieser Methode während
des Entwicklungsprozesses von Turboladern und anderen
schnell drehenden Maschinen wie z.B. Werkzeugmaschinen.
Der Einblick in Mechanik und Kinematik des Laufradberstens
geht durch den Einsatz der numerischen Simulation wesentlich
tiefer. Die Auswirkungen konstruktiver Änderungen können
hiermit schneller und kostengünstiger evaluiert werden als
durch Tests auf dem Prüfstand. Die gezeigten Ergebnisse stimmen
selbst an Stellen ohne modelliertes Materialversagen gut
überein. Verstärktes Augenmerk wird für zukünftige Simulationen
sicherlich auf dem Einsatz eines Versagenskriteriums, z.B.
in Form einer Bruchdehnung liegen.
Der Artikel ist die Kurzfassung eines Beitrags, der auf
dem 22. CADFEM Users´ Meeting 2004 in Dresden
gehalten wurde. Die ausführliche Version kann auf
www.cadfem.de heruntergeladen werden.
Autoren
• Thomas Winter, MAN B&W Diesel AG, München
• Dr.-Ing. Armin Huß, Ingenieurbüro Huß &
Feickert, Liederbach
• Heiko Beck, Ingenieurbüro Huß & Feickert,
Liederbach
Ansprechpartner für
• LS-DYNA
Bild 4: Labyrinthscheibe
Wolfgang Lietz
CADFEM GmbH
Tel.: +49 (0)163 – 96 36 19 65
E-Mail: wlietz@cadfem.de
Homepage des Ingenieurbüro Huß & Feickert
www.ihf-ffm.de
Hompage von MAN B&W Diesel AG, München
www.manbw.com
Case Studies
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Maurer Söhne:
Innovations in Steel
The Maurer Söhne GmbH - Co. KG success story is based on
steel. Founded in 1876, the Munich-based company has been
one of the leading companies in the three business sectors of
structural steelwork, structural protection systems and amusement
rides for many years, both nationally and internationally.
Two of the main reasons for its success are its employees’
expertise and the quality of its products – designed, developed,
produced and assembled entirely by Maurer Söhne.
“Innovations in steel”, the company-motto, also symbolizes
the Maurer Söhne-philosophy, which provides the basis for its
excellent position on the market.
Whilst the Maurer Söhne structural steelwork (bridge, building
and stack construction) and amusement rides (e.g. roller coasters)
divisions carry out complete building construction projects
– from planning to assembly – the structural protection systems
division deals with safety components, an essential aspect for
major but also minor projects. Decades of experience in bridge
construction are the main reason for the company’s unique
expertise which repeatedly produces excellent solutions. Since
the structure of non-rigid constructions, particularly for earthquake
and vibration protection, is similar to that of bridges, a
number of years ago Maurer Söhne extended its product range
of protection systems specifi cally to this sector.
Structural protection systems
Maurer Söhne focuses on 5 product groups for structural protection
systems:
• Expansion joints
• Structural bearings
• Seismic devices
• Vibration absorbers
• Structural monitoring
Maurer Söhne is the leading global manufacturer on these
markets. The high export fi gures resulting from its market position
also include spectacular projects carried out around the
world, making the structural protection systems division the
most important in the company. Maurer Söhne products can
be found e.g. in the “Allianz Arena”, the new Munich soccer
stadium; in the roof construction of the “Lehrter Bahnhof”, the
new Berlin main railway station; on the Tejo bridge in Lisbon;
and on a number of other major bridges in Europe, Asia and
North and South America; in the tracks of French and Spanish
high-speed trains TGV and AVE, respectively; and in the new
Acropolis museum and elaborate cultural building of fi ne arts
and literature currently being built by the Onassis Group in
Athens.
Case Studies
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Viaduc de
Millau, France.
The world’s tallest road bridge: Viaduc de Millau
A couple of months ago, the journey from Paris to Montpellier
in southern France became a 100 km shorter. The Millau
Bridge, designed by Sir Norman Foster, has been built in the
south of the Massif Central. Being a 2,460-meter long, cablestayed,
masted structure with a total height of 343 meters said
structure is a world record, and taller even than the Eiffel tower.
It connects the motorway networks of France and Spain, opening
up a direct route from Paris to Barcelona.
Maurer Söhne planned, developed, produced and assembled
expansion joints, bridge bearings, and ILM bearings for the
incremental launching of the road sections of the century’s
most spectacular construction.
Expansion joints, i.e. the transitional structures between the
different road sections of the bridge are used to compensate
for deformations caused by temperature differences and other
kinds of strains. They are waterproof, thus protecting underlying
constructions and helping to take off traffi c loads both
safely and permanently. Maurer Modular Joints make it possible
to compensate for differences of a maximum 120 cm in
length on the bridge. In other cases, solutions have been implemented
to guarantee movement capacities of over 2m in all
horizontal directions. Moreover, new structural versions have
been utilized to optimize noise behaviour when vehicles are traveling
over the bridge, as well as a completely new technique
with a rated breakpoint which, in case of major vibrations such
as severe earthquakes, guarantee the bridge can be restored
and used again quickly.
There were three options for the bridge bearings with vertical
loads of up to 120,000 kN i.e. the classic pot bearing, the
currently common elastomeric bearing, and a sliding or spherical
bearing. Project
management decided
to use a special type
of spherical bearing,
the MSM ® sliding
bearing, requiring
minimum space, a
feature requested by
the customer. MSM
stands for Maurer Sliding
Material, a new
material developed
expansion joints
by Maurer Söhne. It

CADFEM Consultancy services for Maurer Söhne
For many years now, CADFEM´s consultancy division has
been supplying Maurer Söhne with consultancy and analysis
services. The dynamic analysis of structures, stimulated
by moving loads, plays a vital role. The vibration excitation
created on footbridges by pedestrians and runners for
example, is a critical design aspect which Maurer Söhne
and CADFEM deal with using analytical and numerical
analysis. Besides deterministic excitation mechanisms, stochastic
mechanisms are researched using spectral analysis,
thus providing user-friendly analysis tools and workfl ows
for the daily design of vibration absorbers for example.
Modal excitation of bridges caused by moving loads
Another fi eld of work is the supply of consultancy services
for dimensioning concepts and simulation-aided analysis
and optimization of welding joints, aspects which are
specifi cally important to the construction of roller coaster
tracks at Maurer Söhne.
Your contact for
• Dynamic analysis of structures
• Vibration analysis
Dr.-Ing. Marold Moosrainer
CADFEM GmbH Grafi ng
Phone: +49 (0)80 92-7005-45
E-Mail: mmossrainer@cadfem.de
Additional information
Maurer Söhne GmbH & Co. KG has its headquarters in
Munich as well as branch offi ces near Dortmund and
Dresden, and is one of CADFEM´s oldest customers.
ANSYS was used for various steel construction projects
and the Munich based company also requested
CADFEM provide simulation and analysis services, e.g.
for designing welding connections for roller coasters.
Contact
Maurer Söhne Stammhaus
Frankfurter Ring 193
80807 München
Phone: +49 (0)89-3 23 94-0
E-Mail: info@maurer-soehne.de
www.maurer-soehne.de
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
is patented and cannot be sold by any other company. MSM
replaces PTFE (Tefl on) which is most commonly used in sliding
bearings. The compactness of this component, load limits,
friction coeffi cients, longer service life and lower costs clearly
emphasize MSM’s performance.
Maurer Söhne’s third contribution to the Millau bridge was not
a component, but a special system used to transport road sections
to their designated locations. This was necessary owing
to the extraordinary height of the columns. The MSM sliding
bearing was used to develop an ILM bearing, i.e. special transfer
jack structures, called ballancelles in French, which gradually
shifted the 2,500-ton bridge sections from both ends of the
bridge to their designated locations at 40 meters/hour, a speed
that has never been reached before in similar projects. The
transfer jacks were synchronized by a central computer.
Launching Device
Seismic devices and vibration absorbers
In the nineties, the successful implementation of systems such
as hydraulic absorbers for protecting bridge constructions
in earthquake regions against damage from seismic shock
became interesting for the building construction sector, too.
Maurer Söhne made use of existing synergies and developed
systems and devices for other large steel constructions based
on the company’s manifold experiences in bridge construction.
It thus gained access to a major new market where a
number of projects have already been concluded. The aforementioned
MSM fi nally led to a new development in seismic
isolation, the so-called self-aligning sliding bearing, which
was used for the fi rst time in the abovementioned cultural
buildings in Athens.
Moreover, a modifi ed form of the vibration absorbers is now
used in other areas of construction. Originally, vibration absorbers
were utilized on the footbridges and steel stacks constructed
by Maurer Söhne.
Recent projects Maurer Söhne contributed to: Berlin Main Station,
Harilos-Trikoupis-Bridge (Greece), Allianz Arena Munich.
Case Studies
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Locking-Phänomene: Schublocking
Schublocking:
Je größer das Längen/Dickenverhältnis wird, desto größer
ist der Einfl uss der (parasitären) Schubspannungen auf die
Verschiebungs- und Spannungsantwort eines Programms.
In Rahmen der Beitragsreihe Grundlagen der FEM sollen
sogenannte Locking-Phänomene von fi niten Elementen näher
diskutiert werden. Mit dem Begriff Locking sind in der Regel
numerische Versteifungseffekte fi niter Elemente gemeint, die
einen negativen Einfl uss auf die Qualität der Ergebnisse haben
können. Aus den zahlreichen bekannten Locking-Phänomenen
greifen wir uns in dieser Ausgabe das Schublocking heraus. Ursachen
und wirksame numerische Ansätze zu dessen Vermeidung
werden im Hinblick auf das FEM-Programm ANSYS diskutiert.
Ursachen von Schublocking
Schublocking kann bei 2D- und 3D-Kontinuumselementen
auftreten. Bedeutsam wird dieser Effekt nur, wenn solche Elemente
für dünnwandige Strukturen unter Biegebeanspruchung
eingesetzt werden. Bei Schalenelementen, die 2D-Kontinuumselemente
als Sonderfall enthalten, ist Schublocking dann
von Bedeutung, wenn eine Art Biegung in der Membranebene
stattfi ndet. Querschublocking, was bei normaler Biegung schubweicher
Schalenelemente auftritt, wird in diesem Beitrag nicht
behandelt.
Bei reiner Biegung tritt in der Realität kein Schub auf. Was aber
passiert bei der Berechnung in numerischen Modellen mit fi niten
Elementen? Wir konzentrieren uns zunächst auf lineare und quadratische
2D-Kontinuumselemente wie zum Beispiel PLANE182
oder PLANE183. Das Biegemoment wird durch ein Kräftepaar
eingeleitet.
Applications and Technology
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Schubspannungen
Normalspannungen
Im Falle eines linearen Elementes wie PLANE182 ergibt sich
folgendes:
Bild 1a: Lineares Viereckselement
unter
reiner Biegung
Aufgrund der linearen Ansatzfunktionen kann bei PLANE182
nur ein Trapez in der verformten Konfi guration entstehen.
Jedem ist anschaulich klar, dass überall im Element Schub
entsteht, außer in der Elementmitte. Der Schub resultiert aus
der unerwünschten Kopplung zwischen Normal- und Schubverzerrungen.
Betrachten wir dagegen ein quadratisches Element wie
PLANE183 erhalten wir folgendes:
Bild 1b: Quadratisches
Viereckselement unter
reiner Biegung
Die quadratischen Ansatzfunktionen sind in der Lage das
Verschiebungsfeld im Element besser anzunähern. Infolge
dessen ergeben sich nirgendwo im Element parasitäre
Schubspannungen. Das Element „lockt“ bei dieser Beanspruchung
nicht.
Parasitäre Schubspannungsanteile wirken sich in der Praxis
versteifend auf das Systemverhalten aus. Daher spricht man
in solchen Fällen von Schublocking.
Treten in praktischen Problemstellungen reale Schubspannungen
auf, so erkennt man Schublocking im numerischen
Modell durch ein Oszillieren der Schubspannung.
Modellproblem
Es soll nun der Biegebalken auf zwei Stützen unter Streckenlast
exemplarisch auf Schublocking untersucht werden. Der Balken
wird zunächst mit linearen Elementen (PLANE182 in Voreinstellung)
abgebildet. Das Oszillieren der Schubspannungen
in der Ebene ist deutlich zu erkennen:
Max. Durchbiegung=0.679
Bild 2: Schublocking – Oszilieren der Schubspannungen
bei Biegeproblemen

Vermeidung von Schublocking in ANSYS durch
„Reduced Integration“
Wie kann man nun Schublocking vermeiden? Da bei reiner
Biegung die Schubspannungen in Elementmitte Null sind
(Bild 1a), können die unerwünschten Schubspannung
dadurch ausgeblendet werden, dass man das Element mit
nur einem Integrationspunkt in Elementmitte integriert.
Wir sprechen dann von (einheitlich) reduzierter Integration,
welche bei PLANE182 anwählbar ist.
Allerdings verschwinden damit auch die Normalverzerrungen
völlig. Arbeitet man in ANSYS mit der „Reduced Integration“,
können sich dadurch sogenannte „Zero Energy Modes“
einstellen. Das sind Verformungszustände, bei denen die
Verzerrungsenergie zwar Null ist, gleichzeitig aber keine
Starrkörperverschiebungen entstehen. Solche Verformungszustände
sind physikalisch nicht zu begründen. Es entsteht
ein ganz typisch verformtes Netz, wobei jeweils zwei
benachbarte Elemente die Form einer Sanduhr beschreiben,
so wie es in Bild 3 zu erkennen ist. Sanduhr heißt auf Englisch
„hourglass“. Insofern ist dieser Effekt auch unter dem
Namen „Hourglassing“ bekannt und kann in ANSYS durch
den problemabhängigen Wert der „Hourglass-Stiffness“
behoben werden. Bei biegedominierten Problemen hängt
dann das Ergebnis jedoch stark vom gewählten Steifi gkeitsparameter
ab.
Max. Durchbiegung=1.501
Max. Durchbiegung=0.815
Bild 3: Verbesserte Verteilung der Schubspannungen mittels
„Reduced Integration“
(oben: mit „Hourglassing /unten: ohne „Hourglassing“
(„Hourglass-Stiffness“ von 2000))
Vermeidung von Schublocking in ANSYS durch „Incompatible
modes“ / „EAS“
Eine andere Idee, Schublocking bei linearen Elementen wie
PLANE182 zu umgehen, besteht darin, das durch die Ansatzfunktion
linear angenäherte Verschiebungsfeld „künstlich“
so zu verändern, dass Biegedeformation sauber abgebildet
werden. Daraus resultiert die Methode der „incompatible
modes“ oder auch der „enhanced assumed strains (EAS)“.
Manchmal taucht in diesem Zusammenhang auch der Name
„extra displacement shapes“ auf.
Autoren des Beitrags
• Thomas Nelson, CADFEM GmbH, Grafi ng
• Dr.-Ing. habil. Manfred Bischoff, Institut für Statik,
Technische Universität München
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Die Idee ist im Grunde immer ähnlich. Man versucht gezielt
Steifi gkeit aus dem System zu nehmen um den numerischen
Versteifungseffekten entgegenzuwirken. Dies gelingt durch
einen modifi zierten Ansatz auf Elementebene.
Max. Durchbiegung=0.759
Bild 4: Verbesserte Verteilung der Schubspannungen
mittels „EAS“-Formulierung
Schlussbemerkungen
Wird in ANSYS ein biegedominiertes Problem mit linearen
Elementen gerechnet, so sollte aus unserer Sicht die
EAS-Methode zur Vermeidung von Schublocking gewählt
werden. Im Gegensatz zur (einheitlich) reduzierten Integration
tritt bei linearen Problemen kein „Hourglassing“ auf und
es werden keine künstlichen Steifi kgeitsparameter wie zum
Beispiel die „Hourglass Stiffness“ benötigt. Durch die höhere
Anzahl von Integrationspunkten im Vergleich zur reduzierten
Integration sind die Rechenzeiten allerdings etwas länger.
Abschließend zeigen wir noch das Ergebnis eines feineren
Netzes und vergleichen die Lösung von PLANE182 (EAS)
mit der von PLANE183 (frei von Schublocking). Beide Resultate
stimmen im Grunde überein. Der beim Biegebalken
bekannte nichtlineare Verlauf der Schubspannungen in
Dickenrichtung konnte mit dem bislang untersuchten groben
Netz noch nicht korrekt abgebildet werden.
PLANE182 (EAS)
Max. Durchbiegung=0.766
PLANE183
Max. Durchbiegung=0.767
Bild 5: Schubspannungsverteilungen nach Elimination von Schublocking
am feinen Netz
Ansprechpartner
Thomas Nelson
CADFEM GmbH Grafi ng
Tel.: +49 (0)80 92-70 05-47
E-Mail: tnelson@cadfem.de
Applications and Technology
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CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Gottfried Wilhelm Leibniz:
philosopher, mathematician, physicist engineer, ...
Plenary lecture at the CADFEM Anniversary Conference
on 9th of November 2005 at the Bundeshaus
in Bonn, Germany
Gottfried Wilhelm Leibniz, born on 1st of July 1646 in Leipzig, a
lawyer by education, lived – with interruptions – for 40 years in
Hannover until his death on 14th of November 1716.
He was one of the leading intellectual fi gures of the 17th century
– the cradle of modern times – in all fi elds of knowledge of that
time, named as the last universal scholar. Far ahead of his time,
he was a universal inventor of many new subjects which are outlined
in the lecture as a synopsis of the Leibniz exhibition of the
author:
(I) in mathematics the infi nitesimal calculus (congenial with
Isaac Newton but much deeper and more extensive) and the
calculus of determinants;
(II) in mathematical and linguistic logic the “characteristica
universalis” as a universal language of science, combined with
the “ars inveniendi” and the “calculus logicus”;
(III) in the design and construction of new type and future-oriented
calculating machines, the famous four-function decimal
calculating machine and the (not constructed) “machina
arithmeticae dyadicae” (a binary calculating machine as the
logical anticipation of electronic computers), both reconstructed
by the author in a team for the Leibniz-exhibition with
eliminating construction faults;
Original Four-Function Decimal Calculating Machine with stepped
drums after 1693, Leibniz Library of Lower Saxony
Applications and Technology
(IV) in physics the formula for the kinetic
energy of a moving body in conjunction
with the fi rst formulation of the
Oil painting by
Andreas Scheits, 1704,
Firence, Uffi cies-Pitti
principle of extremal total energy in classical mechanics, and
– as a famous application of this – the geometric step-by-step
solution of the Brachistochrone problem, posed by Johann
Bernoulli and fi rst described and approximately solved by
Galileo Galilei. Leibniz’ discrete solution – besides four other
analytical solutions of this variational problem – is to be seen
as the precursor of the fi nite element method in time and
space.
(V) in technical improvements for mining in the Harz mountains
by inventing force- and energy-saving new devices and
machines.
Also Leibniz’ scientifi c achievements as a historian, lawyer and
librarian are very notable.
As a sixfold counsellor of electors, dukes and emperors in Europe
he acted as a lawyer, diplomat and politician with the goal of
creating peace between the absolutistic states as well as between
the split christian churches as a “pacidius”, a peacemaker, but he
failed in most cases. His main ambition can be seen in the foundation
of academies of science with the guiding postulates “theoria
cum praxis” and “commune bonum”, in order to develop and
increase pure and applied sciences with the goal of improving
the material and mental conditions of life for both, societies and
individuals in the beginning age of enlightenment.
The multiple activities and projects of Leibniz can only be understood
by his philosophical and theological thinking, trying to
integrate “ratio et religio”, published in his “Théodicée” and the
“Monodolgy”. He tried to bring together matter, mind and soul
in his “Leibniz worlds”, guided by his rational laws of thinking,
especially “nihil sine ratione”.
Today a growing interest in Leibniz’ work can be observed again
world wide, especially his philosophy and his fundamental inputs
into science and technology. We can still benefi t from his ingenious
contributions to network-thinking in all aspects of life.
Erwin Stein
Univ.Prof.em.Dr.-Ing.habil.Dr.-Ing.E.h.Dr.h.c.mult.,
Institute of Mechanics and Computational Mechanics,
University of Hannover, Hannover, Germany
E-Mail: stein@ibnm.uni-hannover.de

Wettbewerbsvorteile
durch Konstruktionsautomatisierung
• Wissensbasiertes Konstruieren
Das 5. CADFEM Forum Knowledge-based Engineering
(KBE) fi ndet am 13. Oktober 2005 in München
statt.
Ingenieurkunst, Ideenreichtum und die intelligente Gestaltung
von Prozessen tragen neben den reinen Stundensätzen signifi -
kant zum Konstruktionsergebnis bei. Ein probates Mittel, um die
dafür notwendigen Freiräume zu schaffen, liegt in einer Erhöhung
des Automatisierungsgrades. Wenn dadurch die Kreativität des
Ingenieurs wieder stärker in den Vordergrund tritt, kann das ein
wichtiger Beitrag zur Standortsicherung sein. Hier setzt Knowledge-based
Engineering (KBE) an. Strategien, Werkzeuge und
Praxiserfahrungen von Unternehmen, die schon frühzeitig auf die
Wissensverarbeitung in der Konstruktion gesetzt haben, gehören
zu den Themen, die auf dem diesjährigen 5. CADFEM Forum
Knowledge-based Engineering erörtert und diskutiert werden.
5. CADFEM Forum Knowledge-based Engineering
“Wettbewerbsvorteile durch Konstruktionsautomatisierung”
ist das Schwerpunktthema des diesjährigen, 5. CADFEM Forums
Knowledge-based Engineering, das am 13. Oktober 2005 im
Hilton Munich Park stattfi nden wird. Die Veranstaltung, die als
anbieterübergreifende Plattform den Entwicklungsprozess von
KBE-Technologien in die industrielle Praxis begleitet, setzt sich
wie im Vorjahr aus vier ausführlichen Keynote-Vorträgen von
Ingenieuren, die sich schon intensiv mit der Thematik befasst
haben, einem Expertenkreis sowie einer von Prof. Dr. Sandor
Vajna (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg) geleiteten
Diskussion zusammen.
5. CADFEM Forum Knowledge-based Engineering
(KBE)
13. Oktober 2005 – Hilton München Park
• Informationen zur Veranstaltung
• Anmeldemöglichkeiten zur Veranstaltung
• Informationen zu KBE
www.forum-kbe.de
Ihr Ansprechpartner zu
• Knowledge-based Engineering
Thomas Schneider
CADFEM GmbH Grafi ng
Tel.: +49 (0)80 92-70 05-24
E-Mail: tschneider@cadfem.de
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Als Referenten des diesjährigen Forums konnten gewonnen
werden:
• Manfred Geiß, Vorstandsvorsitzender
der GEISS AG, Seßlach
Herr Geiß berichtet von seinen Erfahrungen
mit dem praktischen Einsatz von KBE
in seinem Unternehmen, das u.a. weltweit
Marktführer von Thermoform-Maschinen
ist.
• Frieder Breitling, Geschäftsführer der
Engineering Intent GmbH, Wiesloch
Herr Breitling zeigt als erfahrender KBE-
Consultant anhand eines praktischen
Beispielprojektes die Planung, Umsetzung
und Implementierung von KBE.
• Thomas Schneider, Leiter Wissensbasierte
Konstruktion der CADFEM
GmbH, Grafi ng
Herr Schneider gibt einen Überblick über
die aktuellen Möglichkeiten, die mit
KBE und Konstruktionsautomatisierung
erreicht werden können, stellt Werkzeuge
vor und wagt darüber hinaus einen Ausblick in die weitere
Entwicklung der Technologie.
• Dr. Michael Schabacker vom Lehrstuhl
für Maschinenbauinformatik der Uni
Magdeburg
Herr Dr. Schabacker gibt Auskunft, wie
für die Investition in KBE-Anwendungen
ein Wirtschaftlichskeitsnachweis erbracht
werden kann und welche Maßnahmen
dafür bereits im Vorfeld getätigt werden müssen.
Unterstützt wird die Veranstaltung von:
CAD & KBE
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44
Webbasiert und benutzerorientiert:
Neues CAD-System
von Toyota Caelum Inc.
Wenn man einmal Software-Systeme dahingehend betrachtet,
in wieweit sie den Benutzer unterstützen, seine Ideen und
Gedanken in digitaler Form niederzulegen, muss man leider
feststellen, dass bei vielen Programmen zunächst einmal der
Kampf mit deren Eigenheiten geführt werden muss. Die teilweise
der menschlichen Denk- und Handlungsweise entrückte
Bedienungsweise mancher Systeme, erschließt sich abseits der
Routinefunktionen oft nur nach langer Erfahrung.
Mancher zückt dann doch Papier und Bleistift, um sich Notizen
zu machen oder „schnell mal“ einen Entwurf zu skizzieren. Der
Griff zum Skizzenblock ist eine beliebte Alternative zur Auseinandersetzung
mit den Tücken des CAD-Programms, wenn es
darum geht, eine Idee darin schnell umzusetzen, also die – dem
Programm – angemessene Methode zu fi nden.
Da ist es doch sehr erfreulich, wenn innovative, neue Produkte
entwickelt werden, die nicht den leider völlig überstrapazierten
(und damit entwerteten) Stempel „benutzerfreundlich“ aufgedrückt
bekommen, sondern im wahrsten Sinne des Wortes
benutzerorientiert sind. Statt zusätzliche Probleme aufzuwerfen,
macht eine neue Generation von CAD-Systemen die Arbeit
so schnell und einfach, dass der Anwender keinen Gedanken
mehr an die Handskizze verschwendet. Caelum XXen von
Toyota Caelum 1 Inc. aus Japan ist so ein Tool, das mit solchen
Eigenschaften begeistert.
MitdenkXXen
Caelum XXen bietet mit „Functional Modeling“ eine spezielle,
funktionsorientierte Methodik zur Modellierung dünnwandiger
Bauteile. Die intuitiv anzuwendenden Werkzeuge ermöglichen
den systemunabhängigen Aufbau eines Volumenkörpers, in dem
die Abhängigkeiten der einzelnen Konstruktionselemente untereinander
durch bereits implementierte Regeln gesteuert werden.
So können auf Basis von einfachen Geometrie-Elementen sehr
schnell Körper mit intelligenten Eigenschaften erzeugt werden.
Den eigenen Ideen folgend, baut man mit weiteren Konstruktionselementen
sein Modell zu einem detaillierten Bauteil auf.
CAD & KBE
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
„Functional Modeling“ und „Real-Time TeamDesign“ klingen nicht nur nach
Innovation – es stecken tatsächlich bemerkenswerte Funktionen dahinter.
Caelum XXen ist ein begeisterndes CAD-System von Toyota Caelum, Inc.
Beispiel: Eine Rippe in einem Bauteil wird nur durch eine einfache
Linie erzeugt, die sich an die bereits erstellten Elemente
anpasst. Caelum XXen lässt dem Konstrukteur die Freiheit,
mit wenigen Mausklicks das Aussehen der Details nach seinen
Vorstellungen zu steuern. Ganze Funktionsgruppen, die sonst in
mühsam aneinandergereihten Einzelaktionen erzeugt werden,
erfordern wenige einfache Schritte – den Rest erledigen die
hinterlegten Regeln. So können zum Beispiel auf Knopfdruck
fertige Lüftungsgitter aus einem Linienmuster erzeugt oder vom
fertigen Bauteil Werkzeugformen abgeleitet werden.
Eine aus herkömmlichen feature-basierten Systemen bekannte
historische Abhängigkeit zwischen Konstruktionselementen
existiert bei Caelum XXen nicht mehr. Deshalb kann der Benutzer
auch beliebig ändern, ohne dabei inkonsistente Modellstrukturen
zu riskieren. Was nicht gefällt oder falsch dimensioniert ist,
wird einfach entsprechend verschoben oder geändert und vom
System sofort dargestellt. In den Abbildungen ist beispielsweise
zu sehen, wie eine Rippe bei Verschiebung in einem Kunststoffteil
mit den anderen Konstruktionselementen im Bauteil „reagiert“.
Das Ganze geschieht äußerst stabil und ohne dass das
Modell irgendwann unbrauchbar wird.
In der Form von UDO’s (User Defi ned Objects) stellt XXen ein
einfaches aber mächtiges Werkzeug zur Einbindung von Unternehmenswissen
zur Verfügung. Selbstdefi nierte, parametrisierte
Konstruktionselemente, die bei ihrer Wiederverwendung intelligente
Eigenschaften haben, können so erstellt werden. Para-
Beispiel 1: Ausgangssituation: Bei Verschiebung ... ... passen sich die Rippen an.
[1] Caelum: Computer Aided Engineering Leading to Ultimate Manufacturing; auch: Sternbild „Grabstichel“, lat. Caelum

metrisierungen von Bauteilen sind natürlich auch mit externen
Tabellen (MS-Excel) durchführbar.
ConcurrXXent Engineering – blitzschnell
Einzigartig ist auch das „Real-Time TeamDesign“ von XXen, die
Fähigkeit zum Datenaustausch zwischen entfernten Arbeitsplätzen
in nahezu Echtzeit. Sehr kleine Datenpakete werden dabei
mit einer speziellen Client-Server Technologie über ein Netzwerk
ausgetauscht. „Real-Time TeamDesign“ ermöglicht einer Gruppe
von Anwendern an einem Bauteil oder einer Baugruppe „Concurrent
Engineering“ im wirklichen Sinne durchzuführen. Jeder
Beteiligte wird unmittelbar über die Änderungen der anderen
informiert und kann die Auswirkungen auf seine Konstruktion
sofort überblicken. Nicht nur für die parallele Konstruktion von
Bauteil, Werkzeug und Vorrichtung ergeben sich dadurch völlig
neue Möglichkeiten!
Die historische Unabhängigkeit der Konstruktionselemente
begünstigt diese Vorgehensweise, da auch einzelne Details
sofort im Team publiziert werden können. Gleichzeitig stellt die
Server-Software PDM-Funktionalitäten zur Verfügung.
Klassisch konstruierXXen
Mit Caelum XXen können auch auf „klassischem“ Wege parametrische
Konstruktionen aufbaut werden – die genannten
intelligenten Regeln sind dann nur eingeschränkt nutzbar.
Caelum XXen stellt alle bekannten Möglichkeiten wie Erstellung
von 3D-Drahtgeometrie über Regel- und Freiformfl ächenkonstruktion
bis zur Solidmodellierung zur Verfügung. Aus einzelnen
Modellen können Baugruppen zusammengestellt werden. Die
komfortable Ableitung von 2D-Zeichnungen ist ebenfalls Standard.
Da Caelum XXen alternativ auf dem ACIS- bzw. dem Parasolid-Geometriekern
basiert, werden XXen-Modelle nativ in den
entsprechenden weitverbreiteten Datenformaten erstellt, was
den Datenaustausch mit anderen Systemen reibungslos macht.
Daneben werden alle bekannten Standardformate wie IGES,
VDAFS, STEP u.a. unterstützt.
Ihr Fernseher kennt XXen vielleicht schon
Alles das hat Panasonic AVC Networks dazu bewogen, ihr existierendes
CAD-System durch Caelum XXen zu ersetzen. Panasonic
AVC Networks gehört zur Matsushita Gruppe und stellt
in weltweit verteilten Niederlassungen Fernseher und Displays
unter dem Markennamen Panasonic her. Die Konstruktion von
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Kunststoffgehäusen und aller anderen Baugruppen an unterschiedlichen
Standorten in Asien, Europa und Amerika werden
durch die Datenaustausch-Fähigkeiten von Caelum XXen
TeamDesign ideal unterstützt. Nebenbei seien sie von der Entwicklungsgeschwindigkeit
und -qualität des Softwareherstellers
Toyota Caelum Inc. sehr beeindruckt gewesen, so die Aussage
von Hiromasa Sakata, Senior Engineer, Product Engineering
Group, Panasonic AVC Networks.
CADFEM hilft UmdenkXXen
Natürlich kann man wie bei jeder neuen Technologie die Vorteile
in Bezug auf Schnelligkeit und Arbeitserleichterung nur nutzen,
wenn man sich einer angepassten Methodik bedient. Bei der
Einarbeitung in das System Caelum XXen wurde uns sehr schnell
klar, dass ohne die profunde Kenntnis der „Verhaltensweisen“
der intelligenten Konstruktionselemente keine Fortschritte
gegenüber herkömmlichen CAD-Systemen zu erzielen sind und
der Arbeitsverlauf und die Ergebnisse eher entmutigend sind.
Wenn man allerdings methodische Unterstützung bekommt,
macht es sehr schnell Spaß mit XXen Modelle zu konstruieren.
Folglich steht die Erarbeitung von grundsätzlichen Vorgehensweisen
und die Erklärung aller Programmbestandteile in kompakter
Form im Vordergrund unserer aktuellen Zusammenarbeit
mit dem Hersteller Toyota Caelum Inc. Wir sehen die Betreuung
unserer Kunden in der Anwendung von Caelum XXen als
unverzichtbaren Bestandteil unserer Tätigkeit als Anbieter des
Systems – ganz in der Tradition der CADFEM-Dienstleistungen.
Das KBE-Team bei CADFEM setzt sich sich seit Langem produktübergreifend
mit Möglichkeiten zur Automatisierung in der Produktentwicklung
auseinander. Caelum XXen ist unserer Meinung
nach ein Produkt, das die zukunftsweisende Technologie regelbasierender
Konstruktion in professioneller Weise nutzt und dem
zugehörigen Unternehmen jetzt Wettbewerbsvorteile erschließt.
Autor und Ihr Ansprechpartner für
• Caelum XXen
• Automatisierung in der Konstruktion
• Data Quality Management
Christian Meyer
CADFEM GmbH Grafi ng
Tel.: +49 (0)80 92-7005-25
E-Mail: cmeyer@cadfem.de
Beispiel 2: Einer Änderung der Außenkontur ... ... folgen Änderungen ... ... der Konstruktionselemente.
CAD & KBE
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46
Virtual Dimension Center (VDC)
in Fellbach bei Stuttgart
Virtual Reality (VR), die simulierte 3D Welt, ist zu einem wichtigen
Bestandteil bei der Entstehung innovativer Produkte
und Dienstleistungen geworden. Reale Produktionsprozesse,
Lebens- und Arbeitssituationen virtuell abzubilden und
Veränderungsmöglichkeiten durchzuspielen, eröffnet den
Anwendern nahezu unbegrenzte Erprobungs- und Erfahrungsmöglichkeiten.
Einzigartiges Wissen in der Region Stuttgart
Bedingt durch die räumliche Konzentration von Forschungseinrichtungen,
Anbietern und Anwendern der VR-Technologie
ist in der Region Stuttgart ein einzigartiges Know-how im
Bereich der digitalen Produktentwicklung, Visualisierung und
VR zu Hause. Um dieses zu bündeln und vor allem auch mittelständischen
Betrieben den Zugriff darauf zu ermöglichen,
wurde Anfang 2003 in Fellbach das VDC als wirtschaftlicher
Verein ins Leben gerufen. Es gehört zu den Kompetenz- und
Innovationszentren der Region Stuttgart und wird neben der
Stadt Fellbach auch von der Wirtschaftsförderung Region
Stuttgart GmbH (WRS) intensiv unterstützt. Das Center hat
sich insbesondere die Ziele gesetzt, den Transfer neuester
Forschungserkenntnisse in die Praxis zu unterstützen, den
Wissens- und Informationsaustausch zwischen Forschern,
Entwicklern, Anbietern und Anwendern zu intensivieren,
zwischenbetriebliche Kooperationen zu initiieren sowie die
Erschließung der neuen Technologie auch für kleine und mittlere
Unternehmen zu ermöglichen.
Durch die Vielzahl an Aktivitäten und seine leistungsstarken
Mitglieder wurde das VDC schnell zu einem gefragten Partner
in der Region und hat sich in kürzester Zeit von 14 auf 39
Workshopreihe im VDC Fellbach informiert über aktuelle Trends in der
digitalen Produktentwicklung.
Quelle: VDC Fellbach
Partner
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
CFD-Berechnung einer virtuellen Durchströmkarosserie des
Porsche Cayenne, visualisiert mit dem VR System COVISE,
das auch im VDC eingesetzt wird.
Quelle: Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG
beinahe verdreifacht – mit weiter steigender Tendenz. Neben
kleinen und mittelständischen Unternehmen fi nden sich dort
auch so illustre Namen wie Stihl und Porsche. Eingebunden
sind zudem Bildungs- und Forschungseinrichtungen. So
sorgen z.B. die Berufsakademien Stuttgart und Mosbach, Institute
der Universitäten Köln und Stuttgart, sowie die in Stuttgart
ansässigen Fraunhofer-Institute für Arbeitswirtschaft und
Organisation (IAO) und Produktionstechnik und Automatisierung
(IPA), für den Transfer neuester Forschungserkenntnisse
in die Praxis.
Gründungsmitglied CADFEM
Die CADFEM GmbH ist Mitglied der „ersten Stunde“.
CADFEM hat schon mehrere Veranstaltungen im VDC durchgeführt.
So zum Beispiel den stark besuchten Informationstag
über virtuelle Produktentwicklung und – zusammen mit Dr.
W. Dirschmid – den Workshop der Berechnungsleiter der
Automobilindustrie. Geplant ist zusammen mit der FH Landshut
und FH Ingolstadt, ein im Rahmen eines EU-Projektes
entwickelten Masterstudienganges in Applied Computational
Mechanics im VDC für den Stuttgarter Raum anzubieten.
Ein aktuelles Projekt, das CADFEM verfolgt, ist die Entwicklung
einer speziellen Simulationslösung für den Physikunterricht an
Schulen (Virtual_Physics_Lab), die zu mehr Verständnis bei
komplizierten Versuchsanordnungen beitragen, die Wiederholbarkeit
der Versuche erleichtern und das Betrachten von
allen Seiten ermöglichen soll.
Detaillierte Informationen
zum VDC sowie eine aktuelleVeranstaltungsübersicht
fi nden Sie unter:
www.vdc-fellbach.de

Mediation: Außergerichtliche Konfl iktlösung
als alternative Form der Streitbeilegung
In Zeiten leerer öffentlicher Kassen bleibt auch die Justiz von
massiven Kürzungen nicht verschont. Zivilgerichte müssen mit
immer weniger Stellen eine steigende Zahl an Streitfällen behandeln,
die dazu immer komplexer, also schwieriger zu entscheiden
sind. Folgen dieser Situation sind:
• Immer weniger Prozesse werden von den Gerichten wirklich
entschieden. Vielmehr werden die Parteien vom Gericht mit
aller Macht zu Vergleichen gedrängt. Die Druckmöglichkeit
der Gerichte ist einfach: Man lässt durchblicken, dass derjenige,
der einen Vergleich
ablehnt, nicht die Sympathie
des Gerichtes erwirbt.
• Ein komplexer Rechtsstreit
zieht sich über viele Jahre
hin. Während des Rechtstreits
wechselt der sachbearbeitende Richter oft mehrfach.
Die Dauer der Prozesse bei technischen Streitigkeiten wird
zudem dadurch erhöht, dass die Gerichte zunächst einmal
umfassende Gutachten von Sachverständigen einholen.
• Die Qualität der Entscheidungen sinkt. Insbesondere die
Urteile erster Instanz sind auch für juristische Fachleute immer
schlechter prognostizierbar.
Vor diesem Hintergrund steigt die Attraktivität der Mediation als
alternativem Streitlösungsverfahren. Mediation ist eine kooperative
Konfl iktlösungsmethode, bei der eine neutrale dritte Person,
die als Mediator bezeichnet wird, die Parteien bei der außergerichtlichen
Beilegung eines Streits unterstützt. Das Mediationsverfahren
ist freiwillig, vertraulich und unbürokratisch.
Die Mediation wird je nach Erfordernis entweder im Rahmen
gemeinsamer Besprechungen durchgeführt oder in abwech-
Autor des Beitrags und Ansprechpartner zum Thema
• Mediation
• Rechtsberatung für Berechnungsingenieure
Dr. Stefan Althaus,
Rechtsanwalt und Wirtschaftsmediator (IHK)
Finck & Partner, Rechtsanwälte Steuerberater,
München
Tel.: +49 (0)89-65 20 01
E-Mail: althaus@fi nck-partner.de
www.fi nck-partner.de
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
CADFEM wird in seinem Seminarangebot verstärkt
Veranstaltungen für das technische Management und
Ingenieurbüros anbieten, in denen der Schwerpunkt
auf juristischen und betriebswirtschaftlichen Themen
im Ingenieursumfeld liegt.
selnden Einzelgesprächen jeweils einer Partei mit dem
Mediator. Am Schluss einer Wirtschaftsmediation steht eine
rechtsverbindliche Vereinbarung zur Konfl iktbeilegung.
Der Mediator
Mediatoren sind neutrale Personen. Der Mediator hat die Rolle
eines Vermittlers, der eine Einigung zwischen Parteien befördern
soll, ohne auf das Ergebnis einer solchen Einigung selbst
Einfl uss zu nehmen.
Mediatoren müssen für die
Ausübung ihrer Tätigkeit
über eine fundierte Zusatzausbildung,
insbesondere im
Bereich der Verhandlungsführung
verfügen.
Die Vorteile der Mediation
• Zeitgewinn
Mediationsverfahren dauern in der Regel höchstens einige
Wochen. Dies bedeutet: Schnelle Wiederherstellung der Planungssicherheit
und keine unnötige Bindung von Management-
und Mitarbeiterkapazitäten.
• Kostenersparnis
Mediationsverfahren sind kostengünstiger als Prozesse, bei
denen über mehrere Instanzen Gerichts-, Anwalts- und Sachverständigenkosten
anfallen können.
• Nachhaltige Lösung
Die Mediation schafft eine abschließende Regelung. Dies
bedeutet für die Parteien eine „geräuschlose“ Streitbeilegung
und eine Lösung, mit der die Parteien ihr Gesicht
wahren können.
Finck & Partner berät u.a. die CADFEM GmbH, ist Mitglied
der TechNet Alliance und versteht das CAE-Geschäft.
CADFEM Recommendations
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48
Wohin in Grafi ng und Umgebung?
Die mit Abstand meisten Besucher und Seminarteilnehmer von
CADFEM kommen nach Grafi ng, in das historische Gebäude
im Zentrum des östlich von München gelegenen Städtchens.
Höchste Zeit also für ein paar Tipps für Unternehmungen in
dieser nicht nur in Sachen FEM sehr reizvollen Gegend.
Wandern am Farrenpoint
Der Farrenpoint (1273 m), einer der
Münchner Hausberge, bietet sich
für eine einfache, kurze und damit
ideale Voralpenwanderung an.
Die landschaftlich schöne Rundtour
führt über schattige Forststrassen und sonnige Bergpfade,
vorbei an mehreren Einkehrmöglichkeiten, zur Huberalm am
Gipfel des Farrenpoints. Auf der Alm lässt es sich bei herrlichem
Blick auf den Wendelstein und bei einem Radler wunderbar von
den kleinen Strapazen des Aufstieges erholen.
Der Ausgangspunkt Brannenburg ist von Grafi ng über die Inntalautobahn
A 93 in ca. 45 Minuten mit dem Auto zu erreichen. Der
Aufstieg über die 600 m Höhendifferenz dauert je nach Kondition
(und Anzahl der Einkehrstopps) ca. 1,5 bis 2 Stunden.
Schlossbrauerei Maxlrain
Nur zwei Kilometer von Bad Aibling
entfernt, in einer der zauberhaftesten
Gegenden des bayerischen
Oberlandes, liegt der Ort Maxlrain
mit seiner gleichnamigen Schlossbrauerei, deren Spezialitäten
unter Bierkennern einen hervorragenden Ruf genießen. Die herrlichen
Ausblicke auf den Wilden Kaiser und auf die Kampenwand
bis zum Wendelstein bilden den Hintergrund für das weitläufi ge
Areal des Renaissance-Schlosses von Maxlrain, dem Wahrzeichen
eines einmaligen Ensembles und Sitz der Familie von Lobkowicz.
Wunderbare Wander- und Radwege, ein reicher Veranstaltungskalender
und natürlich die kulinarischen Schmankerl in
den gemütlichen Biergärten der Schlosswirtschaft und des
Bräustüberls machen den Ausfl ug zum Erlebnis.
www.maxlrain.de
Landgasthof Kalteis – ein
Geheimtipp für Feinschmecker
Zum beschaulichen bayrischen
Örtchen Ostermünchen gehört
der Landgasthof Kalteis, der in
seinen Grundmauren seit 500
Jahren besteht.
CADFEM Recommendations
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Betrieben wird der Gasthof von Peppi Kalteis Sr. und Jr.. Peppi
Kalteis Sr. versorgt die Küche mit hausgemachten Spezialitäten
aus der eigenen Metzgerei. Als Weinkenner fi ndet er
nicht nur zu seiner Spezialität, dem Lachs aus der alten Räucherkammer,
mit traumwandlerischer Sicherheit das richtige
Tröpfchen.
Bevor Peppi Kalteis Jr. die Küchenleitung übernahm, schaute
er erst einmal fünf Jahre lang den Spitzenköchen unserer Zeit
über die Schulter direkt in die Kochtöpfe: Alfons Schubeck, Karl
Ederer, Hans Haas und Sotha Kuhn im Le Cirque 2000 in New
York waren seine Lehrmeister.
Neben der Gaststube steht auch ein großer Saal für Festivitäten
aller Art zur Verfügung. Der hauseigene Partyservice übernimmt
Catering-Aufträge, auch im großen Stil.
www.peppi-kalteis.de
Baden im Langbürgner See
Der Langbürgner See gehört zu den nordwestlich des Chiemsees
gelegenen Eggstätter Seen. Auf den weitläufi gen Liegewiesen,
wahlweise in praller Sonne oder unter Schatten
spendenden Bäumen, lässt es sich hervorragend „chillen“, die
Abkühlung in Form eines Bades im See immer in Reichweite.
Das fl ache Ufer macht den See auch für Familien mit kleinen
Kindern zu einem lohnenden Ausfl ugsziel in eine naturbelassende
Umgebung, deren intaktes Ökosystem und das Verbot
von Motorboten etc. zudem hervorragende Wasserqualität
bietet.
Gut Sonnenhausen
Gestresste Bedienstete, hektisches
Treiben in der Lobby und
surrende Mini-Bars suchen Sie in
Sonnenhausen vergebens. Stattdessen
fi nden Sie Ruhe zum Denken, Platz für ein entspanntes
Miteinander und unverfälschte Natur zum Erleben.
Gut Sonnenhausen ist ein Veranstaltungshotel vor den Toren
Münchens, zwischen Grafi ng und Glonn, und hat sich rein auf
Gruppen spezialisiert. Ob Tagung, Seminar, Workshop, Weihnachtsfeier
oder private Feiern, alles ist möglich.
Für einzelne Besucher öffnet sich das Gut in regelmäßigen
Abständen, wenn es wieder heißt „Verabredung in Sonnenhausen“
– die Sonnenhausener Konzertreihe.
Das Potpourri reicht von Jazz, Chanson, Flemenco, Klezmer
Musik zu einem Operette, Lesungen und auch mal der etwas
anderen Volksmusik…
www.sonnenhausen.de

Kriminalroman vom Ingenieur für Ingenieure
Theo Mager führt nicht nur erfolgreich ein Ingenieurbüro,
sondern betätigt sich auch als Buchautor.
Ausgangspunkt der Geschichte, die Theo Mager in seinem
Kriminalroman „Ein- und zweiarmige Banditen“ erzählt,
ist die Testfahrt mehrerer Fahrzeuge von Mercedes-Benz im
Schwarzwald.
In einem der Autos kommt der Prototyp eines völlig neuen
Motors mit sensationellen Eigenschaften zum Einsatz. Trotz
höchster Geheimhaltung und massiven Sicherheitsvorkehrungen
kommt es zum Super-GAU: Der Testwagen samt
des Motors wird gestohlen. Während das Fahrzeug später
wieder gefunden wird, bleibt der kostbare Motor, den die
Diebe ausgebaut haben, verschwunden. Um jedes Aufsehen
zu vermeiden, nehmen die Ingenieure selbst die Verfolgung
der Diebe auf, deren Spur in die USA führt. Dort angelangt,
beginnt eine aufregende Jagd quer durch das Land, deren
Ziel es ist, das Unikat des neuen Motors möglichst diskret
zurück zu erlangen.
Technische Details, Geschichten aus der Vergangenheit,
Romanzen, bekannte und weniger bekannte Orte und
Regionen der Vereinigten Staaten und viele spannende Situationen
begegnen dem Leser, während er die Entwicklungsingenieure
bei ihrem unfreiwilligen Jobwechsel ins Fach der
Kommissare und Detektive auf dem Weg zum Happy End
begleitet.
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Mehr Information
Ein- und zweiarmige Banditen
1. Aufl age, gebundene Ausgabe 2005
Novum Verlag, A-Horitschon, ISBN 3-902518-29-4
Preis: EUR 15,90 (inkl. MwSt.)
Das Buch kann über die CADFEM GmbH bezogen
werden. Bestellungen können zum Preis von
EUR 15,– inkl. ges. MwSt. zzgl. Verpackung und
Versand im Shop auf www.cadfem.de online
oder per Telefax +49(0)8092-7005-77 bzw. E-Mail
iwagner@cadfem.de schriftlich vorgenommen
werden.
Der Autor
Dipl.-Ing. Theo Mager,
Gründer und gemeinsam mit
seinem Sohn Klaus Inhaber
des Ingenieurbüros Mager
in Bad Dürrheim, beschäftigt
sich mit der Akquisition
und Abwicklung von
Fördermaßnahmen für innovative
Forschungs- und
Entwicklungsprojekte. Auf
diesem Gebiet ist das Ingenieurbüro
Mager seit 1999 auch für CADFEM tätig.
Tel.: +49 (0)77 26 – 59 52
E-Mail: theo.mager@t-online.de
CADFEM Recommendations
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50
Veranstaltungen
13th ANSYS Users´ Meeting for Czech Republic
and Slovakian Republic
21. – 23. September 2005 in Prerov/Mähren, CZ
www.svsfem.cz
Stamping Days Pforzheim
Branchen-Messe für die
„Prozesskette Hochleistungs-Stanzen“
21. – 23. September 2005 in Pforzheim bei Stuttgart
www.stamping-days.de
Sie fi nden CADFEM an Stand 1-46a.
CAT.PRO 2005
21. Internationale Fachmesse für innovative Produktentwicklung,
Daten- und Prozessmanagement.
04. – 07. Oktober 2005 in Stuttgart
www.catpro.de
Sie fi nden CADFEM an Stand 4.0.251.
VDI-Tagung Schraubenverbindungen –
Berechnung, Gestaltung, Anwendung
05. – 06. Oktober 2005 in Dresden
www.vdi.de
Sie fi nden CADFEM in der begleitenden Fachausstellung.
TCN CAE
International Conference on CAE and
Computational Technologies for Industry
05. – 08. Oktober 2005 in Lecce, Italien
http://tcncae05.consorziotcn.it
5. CADFEM Forum Knowledge-based Engineering
“Wettbewerbsvorteile durch Konstruktionsautomatisierung”
13. Oktober 2005 in München
www.forum-kbe.de
Weitere Informationen siehe auch Seite 43.
Nafems-Seminar:
Numerische Simulation elektromechanischer Systeme
26. – 27. Oktober 2005 in Wiesbaden
www.nafems.de
Anwenderberichte
CADFEM Recommendations
Empfehlung
CADFEM GmbH INFOPLANER 2/2005
Tagung: 4th Virtual Materials Processing –
Focus Polymers
02. – 03. November 2005 in Fürth
www.neue-materialien.com
23. CADFEM Users´ Meeting
Internationale FEM-Technologietage
mit ANSYS CFX & ICEM CFD
Conference
09. – 11. November 2005 in Bonn
www.usersmeeting.com
Weitere Informationen
siehe auch Seite 6
Figes Conference for Computer-Aided Engineering
and Technical Computing with Exhibition
14. – 15. November 2005 in Istanbul, Türkei
www.fi ges.com.tr
Euromold 2005
30. November – 3. Dezember 2005 in Frankfurt/M.
www.euromold.com
Weimarer Optimierungs- und Stochastiktage 2.0
01. – 02. Dezember 2005 in Weimar
www.dynardo.de
5. Internationales Fluidtechnisches Kolloquium
„Customer Benefi ts of Fluid Power“
20. – 22. März 2006 in Aachen
www.ifk2006.de
Hannover Messe 2006
„Das weltweit wichtigste Technologieereignis“
24. – 28. April 2005 in Hannover
www.hannovermesse.de
2006 International ANSYS Conference
02. – 04. Mai 2006 in Pittsburgh, USA
www.ansys.com
2006 LS-DYNA Users´ Conference
04. – 06. Juni 2006 in Dearborn, Michigan, USA
www.lstc.com

• Mehr als 70 mit vielen Querverweisen
versehene Beiträge
helfen beim Verständnis,
bei der Bewertung und
Handhabung numerischer
Analysenverfahren.
Inhalt:
VOLUME 1: FUNDAMENTALS.
List of Contributors.
Preface.
Fundamentals, Introduction and Survey.
Finite Difference Methods.
Interpolation in h-version Finite
Element Spaces.
Finite Element Methods.
The p-version of the Finite Element Method.
Spectral Methods.
Adaptive Wavelet Techniques in Numerical
Simulation.
Plates and Shells: Asymptotic Expansions
and Hierarchic Models.
Mixed Finite Elements Methods.
Meshfree Methods.
Discrete Element Method.
Boundary Element Methods: Foundation
and Error Analysis.
Coupling of Boundary Element Methods
and Finite Element Methods.
Arbitrary Lagrangian--Eulerian Methods.
Finite Volume Methods: Foundation and Analysis.
Geometrical Modeling of Technical Objects.
Mesh Generation and Mesh Adaptivity.
Computational Visualization.
Linear Algebraic Solvers and Eigenvalue Analysis.
Multigrid Methods for FEM and BEM Applications.
Panel Clustering Techniques and
Hierarchical Matrices for BEM and FEM.
Domain Decomposition Methods and
Preconditioning.
Nonlinear Systems and Bifurcations.
Adaptive Computational Methods for Parabolic
Problems.
Time-dependent Problems with the
Boundary Integral Equation Method.
Finite Element Methods for Maxwell Equations.
Index.
• Band 1 befasst sich mit
mathematisch-theoretischen
Grundlagen (Diskretisierung,
Interpolation, Fehlerabschätzung,
Lösungsansätze, Computer
algebra, geometrische
Modellierung).
Stein, E. / De Borst, R. / Hughes, T. J. R. (Hrsg.)
Encyclopedia of
Computational Mechanics
3-Volume Set.
2004. 2336 Seiten. Gebunden.
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ISBN 0-470-84699-2
Dieses umfassendste und modernste derzeit erhältliche Nachschlagewerk
zu Rechenmethoden in der Mechanik spricht Hochschulforscher ebenso
an wie praktisch tätige Ingenieure!
• Im Mittelpunkt der
Bände 2 (Festkörper)
und 3 (Fluide)
stehen industrielle
Anwendungen.
VOLUME 2: SOLIDS AND STRUCTURES.
List of Contributors.
Preface.
Solids, Introduction and Survey.
Finite Element Method for Elasticity with Errorcontrolled
Approximation and Model Adaptivity.
Models and Finite Elements for Thin-walled
Structures.
Buckling of Structures.
Linear and Nonlinear Structural Dynamics.
Computational Contact Mechanics.
Elastoplastic and Viscoplastic Deformations in
Solids and Structures.
Crystal Plasticity.
Shakedown and Safety Assessment.
Damage, Material Instabilities, and Failure.
Computational Fracture Mechanics.
Homogenization Methods and Multiscale
Modeling.
Computational Modelling of Damage and
Failures in Composite Laminates.
Computational Modeling of Forming Processes.
Computational Concrete Mechanics.
Computational Geomechanics Including
Consolidation.
Multifi eld Problems.
Computational Biomechanics of Soft
Biological Tissue.
Identifi cation of Material Parameters for
Constitutive Equations.
Stochastic Finite Element Methods.
Fluid-structure Interaction Problems.
Acoustics.
Boundary Integral Equation Methods for
Elastic and Plastic Problems.
Boundary Element Methods for the Dynamic
Analysis of Elastic, Viscoelastic, and Piezoelastic
Solids.
Index.
Interessenten: Forscher, Doktoranden
und Ingenieure aus Industrie und Behörde
mit den Fachrichtungen Bauwesen,
Maschi nenbau, Geomechanik, Biomedizin
Luftfahrt, Verfahrenstechnik, angewandte
Mathematik, Informatik und Physik
VOLUME 3: FLUIDS.
List of Contributors.
Preface.
Fluids, Introduction and Survey.
Multiscale and Stabilized Methods.
Spectral Element and hp Methods.
Discontinuous Galerkin Methods for
Computational Fluid Dynamics.
Vortex Methods.
Incompressible Viscous Flows.
Computability and Adaptivity in CFD.
Dynamic Multilevel Methods and
Turbulence.
Turbulence Direct Numerical
Simulation and Large-eddy Simulation.
Turbulence Closure Models for
Computational Fluid Dynamics.
Aerodynamics.
Industrial Aerodynamics.
CFD-based Nonlinear Computational
Aeroelasticity.
Mixed Finite Element Methods for
Non-newtonian Fluid.
Combustion.
Blood Flow.
Finite Element Methods for Fluid
Dynamics with Moving Boundaries
and Interfaces.
Ship Hydrodynamics.
Index
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Tel.: +39-(0)55-432010
Fax: +39-(0)55-4223544
E-Mail: info@numerica-srl.it
www.numerica-srl.it
TechNet Alliance – Auszug der Mitglieder
Tschechische Republik: SVS FEM s.r.o.
www.svsfem.cz
Schweiz: AeroFEM GmbH
www.aerofem.ch
Polen: MESco
www.mesco.com.pl
Benelux: Infi nite Simulation Systems B.V.
www.infi nite.nl
Geschäftsstelle Stuttgart
Hauptstr. 111
70771 Leinfelden-Echterdingen
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Tel.: +49-(0)711-990745-0
Fax: +49-(0)711-990745-99
E-Mail: info@cadfem.de
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Fax: +49-(0)30-47032753
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Irland: IDAC Ireland Ltd.
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Skandinavien: ANKER-ZEMER
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Großbritannien: IDAC Ltd.
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Türkei: FIGES CAD-CAE
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TechNetAlliance
Technology Network Alliance AG
www.CAEworld.com
Japan: Cybernet Systems Ltd.
www.cybernet.co.jp
Korea: CIES Ltd. / CAE Division
www.cies.co.kr
USA: Mindware Engineering Ltd.
www.mindwr.com