SIMULIARealistische Simulation

Ihre Ansprechpartner

Mikhail Stepanov Sales Representative

Peter Straetemans Senior PLM Consultant, Simulation DepartementBusiness Development

Simulation Team D/A/CHTechnical:• Ralf Paßmann

− Department Manager− 28 Jahre Abaqus− BMW Group, SynOpt GmbH

• Peter Straetemans− Senior Consultant− 20 Jahre CATIA Analysis− 6 Jahre Abaqus

• Harsha Krishnamurthy− Consultant− 5 Jahre Abaqus und CATIA FEM

• Dr.-Ing. Zhenhua Dai− Consultant− 3 Jahre Abaqus, CATIA Analysis, Ansys

• Arjuna Mattanavile Nagaraju− Consultant− 5 Jahre Abaqus, Ansys, Hyperworks Suite, Ansa

Sales:• Andreas Strzelczyk

− Sales Manager Central and Simulation

• Claudia Giannino− Senior Sales Representative D/A/CH / Simulation PLM

SIMULIA Übersicht

CATIA integrierteSimulation

FEA MultiphysikSimulation

SystemsSimulation

ProzessIntegration &

DesignOptimierung

FreieOptimierung

Lebensdauer

KunststoffFormfüll-

SimulationKarosserieKonzept

Entwicklung

Mehrkörper Simulation

SimulationLifecycle

ElektroMagnetikSimulation

CFDSimulation

Simulation & Optimierung

Extended Token – 4 Produkte, eine Lizenz

Übersicht SIMULIA - Produkte

• Organisieren und Steuern• Prozessautomatisierung• Parameteroptimierung - Six Sigma, DOE

• Abaqus/CAE• Abaqus Standard/Explicit/CEL/SPH• Multiphysik

Technologieführerschaftund Innovation

Finite Element Analyse

Lebensdaueranalyse

Prozessautomatisierung & Parameteroptimierung

• FEM Lebensdauerbetrachtung• Bauteil Ermüdungsanalyse

Freie Strukturoptimierung• Tosca Structure – Topology, Sizing, Shape, Bead• Tosca Fluid

Extended Token

8 QXT ermöglicht Nutzung von Abaqus, Isight, fe-safe und Tosca: Power of the Portfolio

• Abaqus Solvers or Isight+

• Abaqus/CAE, Isight Gateways, fe-safe GUI

QXT = 5 tokens

QAX = 1 Seat

• fe-safe fatigue engine (oder)

• Abaqus Solvers oder Isight+

• Abaqus/CAE, Isight Gateways, fe-safe GUI

QXT = 7 tokens

QAX = 1 Seat

• Tosca Structure Linear Opt. & Abaqus/Foundation

(oder)• fe-safe fatigue engine

(oder)• Abaqus Solvers oder Isight

+• Abaqus/CAE, Isight

Gateways, fe-safe GUI

QXT = 8 tokens

QAX = 1 Seat

• Tosca Fluid Topology Opt. on 2-8 cores with 3rd party CFD

(oder)• Tosca Structure Nonlinear

Opt. with 3rd Party FEA (oder)

• Tosca Structure Linear Opt. & Abaqus/Foundation

(oder) • fe-safe fatigue engine

(oder)• Abaqus Solvers oder Isight

+• Abaqus/CAE, Isight

Gateways, fe-safe GUI

QXT = 9 tokens

QAX = 1 Seat

• Tosca Structure Nonlinear Opt. & Abaqus/Standard

(oder)• Tosca Fluid Topology Opt.

on 2-8 cores with 3rd party CFD

(oder)• Tosca Structure Nonlinear

Opt. with 3rd Party FEA(oder)

• Tosca Structure Linear Opt. & Abaqus/Foundation

(oder)• fe-safe fatigue engine

(oder)• Abaqus Solvers oder Isight

+• Abaqus/CAE, Isight

Gateways, fe-safe GUI

QXT = 13 tokens

QAX = 1 Seat

Abaqus - Multiphysics Simulation• FEA und Multiphysik Solver

− Vollständige linear & nichtlineare, Mehrkörper Simulation− Implizit und Explizit− SPH, CEL und Elektromagnetische Analysemöglichkeiten− XFEM

• Komplexe Materialmodelle− Gummi, Kunststoff, Pulvermetalle, menschliches Gewebe, Erden, Composite

• Anspruchsvoller Kontakt, Rissbildung und Versagen− General Contact für die einfach Kontaktdefinition− Rissuntersuchung, Auswirkung und Versagensanalyse

• High-performance Solver− Unterstützung von Multi-Core und Multi-GPU für schnelle Rechenleistung

• Leistungsstarkes Pre- und Postprozessing− Werkzeuge zur individuellen Automatisierung von standard Abläufen

Struckturoptimierung

Nicht-ParametrischeMethode Parametrische

Methode

Kombinationaus beidenMethoden

Parametrische Größen &Formoptimierung

DOE &RSMRobust

Zuverlässig

MDO

StructurTopologieoptimierung

ParameterfreieShape Optimierung Sickenoptimierung

FluidTopologieoptimierung

Isight

Sizing

Tosca: Freie Optimierung• Topologie Optimierung

− Ermittlung eines Designentwurfs durch Materialreduzierung− Berücksichtigung von Nichtlinearität

• Shape Optimierung− Lokale Formoptimierung durch Verschiebung von Netzknoten− Berücksichtigung von Nichtlinearität

• Bead Optimierung− Sickenoptimierung

• Sizing Optimierung− Blechdickenoptimierung

Isight: Prozessautomatisierung & Designoptimierung• Integration und Ausführung von Applikationen• Automatisierung von Simulationsprozessen (Simflows)• Zielfindung durch Einsatz von Optimierungsmethoden

− Versuchsplanung− Optimierung− Design für Six Sigma− Zuverlässigkeit und Robustheit− Approximationsmodelle− Verschachtelte Exploration / MDO

• Entscheidungsunterstützung mit interaktiver Darstellung,um mehrere Alternativen zu analysieren

fe-safe: Lebensdaueranalyse • Lebensdauerbetrachtung, basierend auf modernen Methoden für die mehrachsige Beanspruchung

− Moderne multiaxiale Algorithmen− Ermüdung aufgrund der Belastung

• Einfache Lastsequenzen• Komplexe Lastsequenzen• weitere Lastbetrachtungen und Funktionen

− Spannungsbedingte Ermüdung• Strain-Life• Stress-Life• Infinite life

− Ermüdung bei hohen und niedrigen Zyklen− Herkömmliche Ermüdung bei hohen Temperaturen− Solveranbindung:

Abaqus, Ansys, I-deas, Nastran, Pro/M− Größte im Handel erhältliche Materialdatenbank mit über 300 Einträgen.

max stress

Abaqus Unified FEA

SIMULIA Abaqus Produktübersicht

Abaqus/CAE – Pre- und Postprozessor

• Geometrievorbereitung• Vernetzung• Definition der Analyse• Ergebnisdarstellung und Auswertung

Abaqus – Solver• Standard Implicit – lineare und nichtlineare FEM,

Frequenzanalyse, Thermik, Akustik, MKS, …• Explicit Dynamic – Crash, MKS, …• CEL – Coupled Euler Lagrange• SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics• DEM - discrete element method

Abaqus „add ons“• Assoziative Geometrieschnittstelle zu CATIA V5, Solid Works,

Creo, NX• Composite Modeler• …..

Tokens• mehr Geschwindigkeit durch Multicore

Nutzung• mehr Berechnungen parallel

Basis

Token

Add ons• Alle Lizenzen sind lokale Netzwerklizenzen.• Die Abaqus Installation kann auf beliebig vielen

Rechnern erfolgen.• YLC/ALC beinhaltet Wartung und eine zertifizierte

Hotline

Abaqus/CAE

Abaqus/CAEVollständige Benutzeroberfläche für Abaqus

• Grafische Benutzeroberfläche für Pre- und Postprozessing und Jobmanagement− FE-Modellierung− Job-Management− Ergebnisauswertung

• Geometrie & Netz-basierte Umgebung• Interoperabilität mit CAD-Systemen

− CATIA V5 (bidirectional)− Pro/Engineer (bidirectional)− SolidWorks (unidirectional)− NX (unidirectional)

Abaqus/CAELeistungsstarke & Flexible Vernetzung

− Schnelles, automatisches Free-meshing− halbautomatisches Hex-meshing− Vereinfachung unwichtiger Geometriefeature− Netzumwandlung nach Geometrie

Semi-automatic hex meshes

Automatic free mesh

Automatic virtual topology removes step-like feature

Mesh-to-geometry

Abaqus/CAEVollständiges Tool zur Darstellung von Abaqus Ergebnissen

− Hohe Performance bei großen Modellen− Schnittdarstellungen− XY Plotting− Probing− Pfad Plots− Vieles mehr. . .

(Courtesy of AVL List GmbH)

Abaqus/CAELeistungsstarke Erweiterbarkeit und Anpassung

− Automatisieren Sie wiederkehrende Aufgaben mit Makros − Erstellen vertikale Anwendungen für die Bereitstellung von hoch entwickelten Workflows − Open-Standard-Python-Skriptsprache − Drag-and-Drop-GUI-Builder

Custom postprocessing tool

Macro-manager and scripting language

Abaqus Solver Technologie

Abaqus/StandardBasierend auf implizierter Lösungstechnik

− Vorgesehen für quasistatische und strukturdynamische Prozesse− Linear oder nichtlineare Eigenschaften− General Contact – Kontakt alles mit allem und sich selbst

• Breite Palette an Multi-Physik-Verfahren− Quasistatische oder dynamische Prozesse− Spannungen und Verformungen− Modell-basierte lineare Dynamik− Wärmeübertragung− Gekoppelt Temperatur / Verschiebung− Gekoppelt thermisch / elektrisch− Akustik

Clip

Stecker

Dichtung Multistep

FahrradrahmenFestigkeit

Stanznietsimulation

Abaqus/ExplicitBasierend auf expliziter Zeitintegration• Vorgesehen für hoch dynamische transiente Prozesse

− Kurzzeit Dynamik− Crash− Extreme Verformungen

• Auch verwendbar für hochgradig nichtlineare quasistatische Vorgänge− Spannung und Verformung− Thermal stress− Akustik-Struktur Kopplung− Coupled Eulerian-Lagrangian ….

Explosion Belastung

Tiefziehen

Metallwalzen

Streckblasverfahren

Behälter Falltest EnergieabsorptionFlaschen Fördersystem

Abaqus/CELCoupled Eulerian-Lagrangian

• Interaktion zwischen Strukturen und Flüssigkeiten− Gas-Durchfluss mit aufblasen von Airbags− Wellenbelastung auf Offshore-Anlagen− Kraftstoffschwappen im Tank− Hochgeschwindigkeits-Schlag und Durchdringung

SPH Mesh

Abaqus SPHSmoothed Particle Hydrodynamics

• Netz-freie Lagrange-Methoden• Die Konnektivität zwischen Partikeln ist dynamisch• Kann sowohl für Feststoffe als auch für Flüssigkeiten verwendet werden• Sehr gut geeignet für extreme Verformungen und Strömungen

Expanding inlet Rotating inlet Moving inlet

Comparison of mixing process, without and with adhesion

Abaqus/DEM - Discrete Element Method• Vorgesehen für Ereignisse, bei denen eine Vielzahl diskreter Elemente miteinander in Kontakt

treten• Jedes Teilchen wird durch ein kugelförmiges Einzelknotenelement dargestellt

Transverse Flux Induction HeatingJoule heating

Magnetic flux

Magnetic core

Coil Al sheet

Abaqus Electromagnetics• Harmonische Wirbelstromanalyse mit niedriger Frequenz• Körper- und Oberflächenstrom• Gekoppelte elektromagnetische und thermische

Abaqus Technologie

Große Auswahl an Materialmodellen• Metalle, Elastomere, und Composites

− Linear/nichtlinear Elastizität und Plastizität− Isotropic oder anisotropic− Geschwindigkeit- und Temperaturabhängigkeit

• Zusätzliche Materialmodelle:− Böden und Gesteinen − Beton und Keramik − Pasten und Polymere

• Schädigung- & Versagensmodelle

Test

Plastizität beiGusseisen

Menschliches Gewebe

Viskoelastisches Gummi Viskose Pasten

Böden und GesteinenStahlbeton

Blechabsorber

Bulk failure

Simulation

Abaqus Contact• Concise whole-model contact definition• Accounts for large relative motion & friction• Not based on initial proximity• Robust numerical formulations• Minimal need for user intervention

Courtesy of Alcan Mass Transportation Systems, Zürich

* Gholami, T., J. Lescheticky, and R. Paßmann, “Crashworthiness Simulation of Automobiles with Abaqus/Explicit,” ABAQUS Users' Conference, Munich, 2003

Contact Modelle in AbaqusGreater automation in definition of contact

• Robustheit und Effizienz− Notwendig für mehr Automatisierung

− In der Mechanik, Heuristik & Architektur

• Genauigkeit beibehalten und verbessern• Trend zu größeren Baugruppen− Machen Sie ältere Ansätze weniger praktisch

Contact elements:

vh

1

2

( )2 1 0h d= + ⋅ − ≥n u u

Contact pairs:

General contact:

n

Modeling effort

Contact Pairs

General Contact

Problem complexity

Initial Release of General Contact in Abaqus/StandardPrimary goal

• Einfachere Modelleinrichtung für Anwendungen, die erfolgreich mit Kontaktpaaren ausgeführt werden

Bruch und Rissfortbildung− Netz-unabhängige Rissmodelierung mit XFEM− Virtual Crack Closure Technique (VCCT)− Cohesive Elemente

Ziehwerkzeug Modellierung von Delaminierungin einer T-Verbindung mit VCCT

Knochenbruch beiSportverletzungen

Abaqus – „internal“ Coupling• Alle Abaqus Solver folgen dem gleichen Code• Einfach Solvertypen verbinden

− Starten mit Abaqus/Standard weiter mit Abaqus/Explicit− Starten mit Abaqus/Explicit weiter mit Abaqus/Standard− Abaqus/CFD mit Abaqus/Explicit (Fluid-Struktur Interaktion) − Abaqus/CFD mit Abaqus/Standard (Fluid-Struktur Interaktion)

Abaqus/Standard

Abaqus/Explicit

Verschrauben der Komponenten

Falltest

Abaqus/Standard …..

Abaqus – „external“ Coupling• Abaqus @ Tosca – nicht lineare Topologieoptimierung mit Tosca• Abaqus @ Isight – Prozessautomatisierung mit Isight• Abaqus @ fe-safe – Lebensdauerbetrachtung mit fe-safe• Abaqus @ CATIA V5 – nichtlineare FE-Simulation mit Abaqus• Abaqus @ StarCCM+ – Fluid-Struktur Interaktion mit StarCCM+• Abaqus @ Fire – Fluid-Struktur Interaktion mit Fire• Abaqus @ Dymola - System-Struktur Interaktion mit Dymola• und viele mehr

http://www.3ds.com/support/certified-hardware/simulia-platforms-configuration/compatibility/co-simulation/

Umfassende Bibliothek von Verbindungen• Starre und verformbare Mechanismen• Sehr exakt nachgebildete komplexe Verbindungen• Einschränkung der Bewegungsfreiheit durch locks & stops• Komplexe Eigenschaften wie Reibung, Dämpfung, Elastizität,

Plastizität, Schädigung• Baukastensystem

BEAM

WELD HINGE

UJOINT CVJOINT

TRANSLATOR

CYLINDRICAL BUSHING

Sampling of connection types

Flap mechanism Spotwelds w/ failureLanding gear mechanism w/

deformable parts

Branchenführende Solver Leistung• Parallel Rechnung auf Low-Cost-Cluster-Hardware

− Jobs können parallel auf bis zu 512 Kerne ausgeführt werden− GPU-Beschleunigung funktioniert mit SMP & DMP und mit mehreren GPUs.

• Key Solver Technologien:− Direct sparse solver− Iterative solver− AMS Eigensolver− Domain decomposition explicit solver

9.4M DoF powertrain model (Courtesy Dana Holding Corp.)

Domain decomposition of a car crash model

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

1,5 1,5 3,0 3,4 3,8Sp

eed

up v

s. C

PU o

nly

Number of Equations (millions)

Abaqus 6.12 Multi GPU Execution 24 core 2 host, 48 GB memory per host

1 GPU/Host

2 GPUS/Host

A benchmark of three different models, ranging from 5 to 9 million DOF, shows a decrease in overall cost and runtime as the number of cores increases.

Zusammenfassung

Zusammenfassung• SIMULIA Analyse Produkte

− Produkte für eine durchgängige Prozesskette− Realistische Simulation für alle Industrien− Abaqus – Technologieführer und Innovationstreiber

• Anspruchsvolle Kontakt & Materialmodelle• Einfach Implizit/Explicit/CFD koppeln• High-performance Solver

− Tosca – nichtlineare Topologieoptimierung− Isight – Prozessautomatisierung und Parameter Optimierung− fe-safe - Lebensdaueranalyse

Erforschen

Entdecken

VerstehenVerbessern

Zusammenfassung• High Quality Support• SIMULIA Resource Center

− Aufgezeichnete Web Seminare

• Anwender Community SWYM− Erfahrungsaustausch− Tipps & News− Q&A

• SIMULIA Youtube− Anwendervideos− Anleitungen− Tipps− Beispiele

Austria – Belgium – Finland – Germany – India – Luxembourg – Netherlands – Norway – Slovakia South Africa – Sweden – UK – USA

Wir bei TECHNIA machen den Weg frei für Ihre Innovation, Kreativität und Rentabilität. Wir kombinieren branchenführende Tools für das Product Lifecycle Management mit Fachwissen, damit Sie den Weg vom Produktkonzept bis zur Implementierung genießen können.Unsere Erfahrung macht es möglich, die Dinge einfach, persönlich und zugänglich zu halten, sodass wir gemeinsam Ihre Vision in Werte umwandeln.

Mit über 30 Jahren Erfahrung, mehr als 6000 Kunden weltweit und erstklassigem Wissen in PLM & Intelligent Engineering arbeiten wir als Erweiterung Ihres Teams zusammen, um ein außergewöhnliches PLM-Erlebnis zu schaffen.

Unsere Teams arbeiten an 21 Standorten auf der ganzen Welt und in vertikalen Branchen. Sie bieten einen erstklassigen Service mit einer globalen Infrastruktur und lokaler Präsenz. Wir wenden die neuesten Technologien und agilen Methoden an, sodass unsere Beziehungen selbst bei sich ändernden Technologien ein Leben lang halten.

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