- Grundlagen der Finite-Elemente-Methode (FEM)
- Aufbau und Funktionsweise von Autodesk Simulation Nastran In-CAD
- Integration in Autodesk Inventor und Vergleich zu Nastran-Standalone
- Benutzeroberfläche, Arbeitsumgebung und Simulationsworkflow
- Analysearten: statisch, modal, thermisch, nichtlinear
- Vorteile der direkten CAD-Integration im Konstruktionsprozess
- Typische Anwendungsfelder in Maschinen-, Fahrzeug- und Anlagenbau
Modellvorbereitung und Netzaufbau
- Import, Vereinfachung und Vorbereitung von 3D-CAD-Modellen
- Definition von Materialien, Baugruppen und physikalischen Eigenschaften
- Erstellung und Kontrolle des FEM-Netzes (Tetraeder, Hexaeder, Shell)
- Einfluss der Netzfeinheit auf Genauigkeit und Rechenzeit
- Definition von Auflagerbedingungen, Kräften, Momenten und Lasten
- Anwendung von Kontakten, Reibung und Verbindungen
- Nutzung von Baugruppenanalysen und parametrischen Varianten
Lineare statische Analysen
- Einrichtung und Durchführung linearer Spannungsanalysen
- Berechnung von Verformungen, Spannungen und Sicherheitsfaktoren
- Kombination und Vergleich mehrerer Lastfälle
- Interpretation der Ergebnisse anhand von Farbplots und Diagrammen
- Bewertung kritischer Spannungszonen und Materialreserven
- Kontrolle der Netzqualität und Ergebnisvalidierung
- Erstellung und Export von Analyseberichten
Modal- und Frequenzanalysen
- Grundlagen der Eigenfrequenz- und Modalanalyse
- Durchführung von Schwingungs- und Resonanzuntersuchungen
- Interpretation der Modenformen und Eigenwerte
- Einfluss von Lagerungen und Massenverteilungen
- Kombination von Modalanalyse mit statischer Belastung
- Identifikation schwingungskritischer Bauteile
- Bewertung und Dokumentation der Ergebnisse
Thermische Analysen
- Grundlagen der Wärmeübertragung in Festkörpern
- Definition thermischer Randbedingungen und Materialeigenschaften
- Stationäre und instationäre Temperaturanalysen
- Thermo-mechanische Kopplung von Temperatur- und Spannungsfeldern
- Simulation von Wärmequellen, Kühlung und Konvektion
- Visualisierung und Auswertung thermischer Ergebnisse
- Bewertung temperaturbedingter Verformungen
Nichtlineare und Kontaktanalysen
- Einführung in geometrische, Material- und Kontakt-Nichtlinearitäten
- Definition von plastischen, viskoelastischen und hyperelastischen Materialien
- Simulation großer Deformationen und realer Kontaktbedingungen
- Analyse von Knick- und Stabilitätsproblemen
- Anwendung der adaptiven Netzverfeinerung
- Nutzung verschiedener Solver-Einstellungen zur Ergebnisoptimierung
- Bewertung der Konvergenz und Stabilität der Berechnung
Abschlussprojekt - FEM-Praxis mit Nastran In-CAD
- Auswahl eines praxisnahen Modells oder Bauteils
- Aufbau eines vollständigen FEM-Projekts im Autodesk-Inventor-Umfeld
- Durchführung linearer, modaler und thermischer Analysen
- Auswertung und Interpretation der Simulationsergebnisse
- Ableitung konstruktiver Optimierungen aus den Analysedaten
- Erstellung eines professionellen Simulationsberichts
- Präsentation und Diskussion der Ergebnisse im Kursabschluss