Baugruppensimulation bei Heidelberg
Aufgabe und Ziel
Um die Funktion und die Lebensdauer von Heidelberg Druckmaschinen sicherzustellen werden bereits in der Entwicklung umfangreiche Berechnungen und Simulationen durchgeführt. Das Spektrum reicht dabei vom Dauerfestigkeitsnachweis einzelner Bauteile bis hin zur Funktionsanalyse kompletter Baugruppen.
Vorgehensweise
Der Konstrukteur setzt seine Ideen mit Hilfe eines 3-D-CAD-Systems (CAD = Computer Aided Design) in eine dreidimensionale virtuelle Abbildung der Geometrie um. Dieses Modell wird in der Berechnungsabteilung durch Informationen zu den verwendeten Werkstoffen und ihren mechanischen Eigenschaften ergänzt. Anschließend werden die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Bauteilen einer Funktionseinheit definiert. Dies können z.B. Verschraubungen, lösbare Kontakte, spielbehaftete Lager oder Reibungseffekte sein. Durch Festlegung der von außen einwirkenden Lasten in Form von Kräften, aufgezwungenen Bewegungen oder thermischen Lasten sowie der Lagerbedingungen werden die Berechnungsgrunddaten vervollständigt. Alle diese Informationen werden dann mit Hilfe modernster Simulationssoftware in berechenbare mathematische Modelle überführt, die von leistungsstarken PCs berechnet werden können.
Die Berechnungsergebnisse liefern u.a. Aussagen zu Kräften in den Verbindungsstellen zwischen den Bauteilen einer Funktionseinheit, auftretenden Verformungen, Schwingungsursachen und -auswirkungen, Beanspruchung der einzelnen Bauteile usw.
Auch auf dem Gebiet der Strömung von Luft zur Bogenführung werden mit Hilfe der Simulation vorab Aussagen zu Drücken oder Geschwindigkeits-feldern erarbeitet.
Um die Funktion und die Lebensdauer von Heidelberg Druckmaschinen sicherzustellen werden bereits in der Entwicklung umfangreiche Berechnungen und Simulationen durchgeführt. Das Spektrum reicht dabei vom Dauerfestigkeitsnachweis einzelner Bauteile bis hin zur Funktionsanalyse kompletter Baugruppen.
Vorgehensweise
Der Konstrukteur setzt seine Ideen mit Hilfe eines 3-D-CAD-Systems (CAD = Computer Aided Design) in eine dreidimensionale virtuelle Abbildung der Geometrie um. Dieses Modell wird in der Berechnungsabteilung durch Informationen zu den verwendeten Werkstoffen und ihren mechanischen Eigenschaften ergänzt. Anschließend werden die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Bauteilen einer Funktionseinheit definiert. Dies können z.B. Verschraubungen, lösbare Kontakte, spielbehaftete Lager oder Reibungseffekte sein. Durch Festlegung der von außen einwirkenden Lasten in Form von Kräften, aufgezwungenen Bewegungen oder thermischen Lasten sowie der Lagerbedingungen werden die Berechnungsgrunddaten vervollständigt. Alle diese Informationen werden dann mit Hilfe modernster Simulationssoftware in berechenbare mathematische Modelle überführt, die von leistungsstarken PCs berechnet werden können.
Die Berechnungsergebnisse liefern u.a. Aussagen zu Kräften in den Verbindungsstellen zwischen den Bauteilen einer Funktionseinheit, auftretenden Verformungen, Schwingungsursachen und -auswirkungen, Beanspruchung der einzelnen Bauteile usw.
Auch auf dem Gebiet der Strömung von Luft zur Bogenführung werden mit Hilfe der Simulation vorab Aussagen zu Drücken oder Geschwindigkeits-feldern erarbeitet.
Vorteile
Die genannten Berechnungen können durchgeführt werden, bevor ein einziges der Bauteile real gefertigt wird. Hierdurch können mögliche Schwachstellen einer Konstruktion frühzeitig erkannt und beseitigt werden. Durch Variation von Parametern oder Vergleich alternativer Konstruktionsansätze kann die optimale Lösung für eine Funktion in der Druckmaschine gefunden werden. Der danach angefertigte Prototyp erfüllt mit sehr hoher Sicherheit alle Anforderungen an Funktion und Haltbarkeit. So kann die Entwicklungsdauer gesenkt und gleichzeitig der hohe Qualitätsstandard von Heidelberg Produkten sichergestellt werden.
Die genannten Berechnungen können durchgeführt werden, bevor ein einziges der Bauteile real gefertigt wird. Hierdurch können mögliche Schwachstellen einer Konstruktion frühzeitig erkannt und beseitigt werden. Durch Variation von Parametern oder Vergleich alternativer Konstruktionsansätze kann die optimale Lösung für eine Funktion in der Druckmaschine gefunden werden. Der danach angefertigte Prototyp erfüllt mit sehr hoher Sicherheit alle Anforderungen an Funktion und Haltbarkeit. So kann die Entwicklungsdauer gesenkt und gleichzeitig der hohe Qualitätsstandard von Heidelberg Produkten sichergestellt werden.
Finite-Elemente-Berechnung zur Spannungsverteilung in einer Greiferspitze
Simulation der Luftströmung in der Zuleitung eines Bogenleitbleches
