Technologien
Im Bereich der Simulation technischer Komponenten, Subsysteme und Maschinen zählen wir zu den technologisch führenden Unternehmen und können in unseren Modellen nahezu alle relevanten Teilsysteme berücksichtigen. Hier nur einige Technologien, die wir mit unseren Simulationswerkzeugen aber auch mit der Fachexpertise unserer Mitarbeiter abdecken können:
Simulationstechnik
Die Simulationstechnik gehört zu unseren wichtigsten Werkzeugen bei der Bearbeitung maschinenbaulicher und ingenieurwissenschaftlicher Fragestellungen. Dabei nutzen wir modernste Softwarewerkzeuge und Methoden, die uns Analysen und Optimierungen in unterschiedlichsten technischen Domänen ermöglichen:
- Stationäres und dynamisches Verhalten hydraulischer, elektrischer und pneumatischer Antriebssysteme
- Verhalten von Regelkreisen und Automatisierungssystemen
- Kinematik und Dynamik komplexer Mechanismen und Maschinen
- Festigkeit, Verformung und Schwingungsverhalten von Bauteilen und Systemen (FEM-Methode)
- Stationäre und dynamische Strömungsphänomene. Mehrphasenströmungen (CFD)
- Berechnung von Temperaturfeldern und Wärmetransportphänomenen
- Simulation von Kühl- und Heizkreisläufen
- Elektrische Felder und Magnetik
- Bewegung großer Partikelmengen wie Schüttgut, Erde, Pulver, Geröll, etc.(DEM)
- Verkopplung von Simulationssystemen zur Nachbildung von multiphysikalischen Systemen und ganzheitlichen Maschinensimulationen
- Echtzeitsimulationen und digitale Zwillinge
- Hardware-in-the-Loop und Software-in-the-Loop Simulationen
Antriebstechnik
Der Aufbau hydraulischer, elektrischer oder hybrider Antriebssysteme erfordert eine detaillierte Abstimmung zwischen den Eigenschaften der beteiligten Komponenten und den jeweiligen Antriebsaufgaben sowie zahlreichen externen Randbedingungen und Störgrößen.
Die ständig steigenden Anforderungen an Energieeffizienz, Dynamik, Zuverlässigkeit, oder Regelgenauigkeit sowie der wettbewerbsbedingte Druck zur Kostenreduktion führen zu besonderen Herausforderungen im Bereich der Systementwicklung.
In der Simulation und Optimierung von Antriebssystemen verfügen wir über langjährige Erfahrungen und modernste Entwicklungsmethoden, die wir gerne in gemeinsame Projekte mit Ihnen einbringen würden.
Regelungstechnik
Die Regelungstechnik ist mehr als eine Technologie, die sich mit dem Aufbau technischer Regelkreise beschäftigt. Sie bietet darüber hinaus ein umfangreiches Spektrum an wissenschaftlichen Methoden zur detaillierten Analyse komplexer Systemstrukturen und zur systematischen Vorgehensweise bei der Optimierung von dynamischen Systemen.
Die Regelungstechnik gehört zu unseren Kernkompetenzen. Bei der Konzeption von Regelsystemen nutzen wir modernste Analyse- und Synthese-Ansätze.
Abhängig von Ihren Anforderungen und den physikalischen Eigenschaften der zu regelnden Maschine helfen wir Ihnen, State-of-the-Art-Regelungen wie lineare und nichtlineare Zustandsregelungen, modellbasierte Regler, flachheitsbasierte Regler, Sliding-Mode-Regelungen, gekoppelte Mehrgrößenregelungen etc. zu implementieren und optimal auf Ihre Maschinenfunktion zuzuschneiden.
Mehrkörperdynamik
Die Auslegung von Antrieben setzt in der Regel intensive Kenntnisse im Bereich der Mechanik voraus. Fast immer ist ein Antrieb in kinematische Strukturen eingebunden, bei denen die Rückwirkungen von Bewegungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen ganz wesentlichen Einfluss auf das Antriebs- und Maschinenverhalten nehmen.
Durch die Beschäftigung mit einer Vielzahl von Projekten aus dem Maschinen- und Anlagenbau sowie der mobilen Bau- und Landmaschinen verfügen wir über umfangreiche Kenntnisse aus dem Bereich der Mechanik. Von der Newtonschen Bewegungsgleichung bis zur 3D-Mehrkörperdynamik mit Einbindung elastomechanischer Subsysteme, von der Frontlader-Kinematik bis zum Erdbebenprüfstand mit 6 Freiheitsgraden reicht das Erfahrungsspektrum, das wir Ihnen gern zur Verfügung stellen.
Systemtechnik
Unter dem Begriff Systemtechnik verstehen wir die Interaktion von maschinenbaulichen Strukturen mit Antrieben, Steuerungs- und Regelungsfunktionen, Sensoren, signalverarbeitenden Algorithmen und mit prozessbedingten externen Einflussfaktoren. Hier interessieren uns besonders die physikalischen Eigenschaften von Systemen, d.h. das Zusammenspiel aus Bewegungen, Kräften, Leistungen und Energien, Temperaturen, Drücken etc..
Gerne assistieren wir Ihre Entwicklungsaktivitäten – angefangen von Konzept- und Machbarkeitsstudien bis hin zu Fehleranalysen oder Inbetriebnahmeunterstützungen. Profitieren Sie von unseren Erfahrungen und unseren modernsten Simulationsmethoden.
Maschinendynamik
Die mechanische Nachgiebigkeit von Bauteilen und Baugruppen kann erhebliche Auswirkungen auf das Eigenschwingungsverhalten ganzer Maschinen haben. Dadurch können zahlreiche Qualitätsmerkmale wie Stabilität, Laufruhe, Lebensdauer, Bewegungsqualität, Regelbarkeit oder Funktions- und Personensicherheit negativ beeinflusst werden.
Diese Einflussfaktoren können wir bei ganzheitlichen Maschinensimulationen berücksichtigen, um die genannten negativen Auswirkungen in einem frühen Stadium der Entwicklung zu vermeiden bzw. zu minimieren. Bei diesen Analysen kann auch die Nachgiebigkeit von Antrieben, die durch Regelkreise beeinflusste Systemdynamik oder prozessbedingte externe Lasten berücksichtigt werden.
Strömungstechnik
In vielen Branchen sind 2D- oder 3D-Strömungssimulationen zum unverzichtbaren Entwicklungswerkzeug geworden. Hier nur eine kleine Auswahl von Anwendungsmöglichkeiten aus den unterschiedlichsten Technologiebereichen:
- Windkraftanlagen
- Luftfahrt
- Fahrzeugtechnik
- Marine Anwendungen
- Hydraulische oder pneumatische Komponenten
- Turbinen
- Verfahrenstechnische Reaktoren und Geräte
- Heiz- und Kühlkreisläufe
- Schmiersysteme
- Meteorologie
Das komplizierte Zusammenspiel zwischen Druck – und Volumenstromverteilung, Geschwindigkeits- und Temperaturfeldern können wir in aussagekräftigen CFD-Simulationen untersuchen und gezielte Optimierungsmaßnahmen erarbeiten. Dabei kann auch das Verhalten kompressibler, inkompressibler oder gemischter Mehrphasensysteme betrachtet werden.
Wärmeübertragung
Ein optimales Wärmemanagement ist für eine effiziente Funktion technischer Systeme und eine hohe Lebensdauer von Komponenten von entscheidender Bedeutung. Die Berechnung von Wärmeleitung und konvektiven Transportphänomenen stellt aufgrund komplexer physikalischer Interaktionen oftmals eine große Herausforderung dar. Wir unterstützen Sie durch die Analyse stationärer und transienter Vorgänge bei der Lösung verschiedener Fragestellungen der Wärmeübertragung im Bereich der Kühlung und des Wärmeaustauschs.
Multiphysik
Mit zunehmender Komplexität technischer Systeme lassen sich zahlreiche Fragestellungen nicht mehr isolierten Disziplinen wie Strömungsmechanik, Strukturdynamik oder Wärmeübertragung zuordnen, sondern müssen interdisziplinär beantwortet werden. So ist es etwa für die Analyse aktiver Kühlungen notwendig, den Wärmetransportprozess und die Strömungsvorgänge gemeinsam zu betrachten. Ein anderes multitechnologisches Beispiel sind Schwingungen in mechanischen Strukturen, die durch Strömungsvorgänge angeregt werden.
Mithilfe von FMI (Functional Mockup Interface) und Co-Simulationsschnittstellen sind wir in der Lage, auch derartig komplexe Fragen für Sie zu untersuchen. Dabei erweitern wir die Möglichkeiten zur Kopplung zwischen den vorhandenen numerischen Werkzeugen stetig und passend zu Ihren Anforderungen.
