Technische Berechnungen und Simulationen sind auch unter dem Begriff CAE bekannt, der für Computer- Aided Engineering steht. Das bedeutet, dass wir später real auftretende Belastungen vorher anhand von Modellen am Computern entsprechend testen und berechnen können. Lange bevor es die Möglichkeit gibt einen physikalischer Prototyp zu erstellen, werden bereits Berechnungen und Simulationen and virtuellen Prototypen durchgeführt. Dies geschieht zunächst mit einer 3-D-Repräsentation des Bauteils, das dann mit den theoretischen Modellen der jeweiligen physikalischen Prozesse interagiert.
Die Berechnung beschreibt also die näherungsweise Lösung eines realen Problems über mathematische Gleichungssysteme. Simulation bedeutet dann in diesem Zusammenhang, dass diese Modelle oft mehrere Male mit verschiedenen Randbedingungen und Eingangsgrößen durchgerechnet werden. Dies geschiet heutzutage teilweise sogar automatisch. So können die Entwickler optimale Belastungsbereiche oder Schadensbereiche des Bauteils unter den einwirkenden Kräften ermitteln.
Warum benutzt man diese beiden Begrifflichkeiten ?
Ziel der technischen Produktentwicklung ist es, stets möglichst das geeignetste Bauteil für die jeweilige Anforderung zu entwickeln. Jedoch ist die reale Herstellung von unter anderem hochkomplexen Teilen sehr kostenintensiv. Real durchgeführte Experimente können diese Kosten sogar noch übersteigen. Deshalb profitiert mittlerweile jede Entwicklungsabteilung von den immer weiter steigenden Rechenkapazitäten.
Der Berechnungsingenieur erstellt dabei 3-D Berechnungsmodelle der Bauteile und simuliert mit der entsprechenden Software die Belastungsfälle und das resultierende mechanische Verhalten einfach direkt am Computer. Notwendige Korrekturen an der Geometrie oder der Materialauswahl können dementsprechend auch noch in dieser konzeptionellen und somit günstigeren Frühphase am PC vorgenommen werden. Auf diese Weise werden sowohl die Herstellung des Bauteils als auch die Durchführung von Experimenten zuerst nur simuliert. Ist es dort dann soweit fertig entwickelt und alle möglichen Zweifel ausgeräumt, wird meist guten Gewissens die reale Herstellung des Prototypen begonnen.
Welche Beispiele gibt es für Berechnungen und Simulationen ?
Beispiele für Simulationen sind etwa Strömungsprozesse. Wenn ein Bauteil später in der Anwendung einer Strömung, sei es durch Luft, Gas oder einer Flüssigkeit ausgesetzt ist, wird das Modell in dieses physikalische Modell eingebracht. Das Strömungsverhalten des jeweiligen Mediums ist nach den jeweils geltenden Naturgesetzen modelliert und es wird der später zu erwartende real auftretende Strömungsfluss und alle möglichen daraus resultierenden Probleme überprüft. Man kann hier etwa an die Flügel eines Flugzeugs, die Autokarosserie oder an einzelne Motorkomponenten denken, die im Betrieb in Kontakt mit Öl treten. Weitere Anwendungen sind die Festigkeitsberechnung mithilfe der Finite-Elemente-Methode FEM oder Multi Körper Simulationen, sogenannte MKS.
Auf diesen Seiten erfahren Sie ebenfalls, wie Sie mit Hilfe von Berechnungen und Simulationen Ihren Produktentwicklungsprozess beschleunigen und optimieren können.
Neugierig geworden ?
Informieren Sie sich über unser gesamtes Dienstleistungsangebot und nehmen Sie Kontakt zu uns auf !
Deutsch 
English (UK) 
Español 