Einführung in CAETestBench
CAETestBench ist ein Verfahren, bei dem wir Ihre Simulation anhand eines physischen Teils validieren, das unter Verwendung eines strengen Protokolls erstellt und getestet wurde, das in Ihrem Solver genau repliziert werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Genauigkeit der Simulation zu prüfen, um ihre Fähigkeit zur Nachbildung realer Simulationen zu quantifizieren. Die Verformungen reichen von einfachen Zugmodi bis hin zu komplexeren, mehrachsigen Modi, Aufprall und Versagen.
Eine CAETestBench-Validierung quantifiziert die Auswirkungen der Eingaben einer Simulation anhand sorgfältig kontrollierter physikalischer Tests, die präzise simuliert werden können. Bei den Tests werden standardisierte Teile mit geometrischen Merkmalen verwendet, die die Genauigkeit der Simulation prüfen. Ein objektives Maß für die Genauigkeit kann durch den Vergleich von experimentellen Dehnungsfeldern, die durch digitale Bildkorrelation (DIC) gewonnen wurden, mit der Simulation ermittelt werden.
Verfügbare Validierungen:
- 3D-Druck-Validierungen
Mit dem 3D-Druck und der additiven Fertigung können Konstruktionen, die bisher als schwierig zu produzieren galten, nun schnell, effizient und ohne Werkzeuge erstellt werden. Die additive Fertigung in Verbindung mit der Optimierung der Topologie ermöglicht es, die Konstruktions- und Analyseschleifen sowie die Fertigungsiterationen erheblich zu reduzieren oder sogar zu eliminieren. 3D-Druck-Validierungen bereiten die Simulation auf diese Schritte vor, indem sie bestätigen, dass die Simulation das Material und die reale Situation exakt wiedergibt.
Traditionell war der Entwurfsprozess oft mit vielen Schritten zwischen dem Designer und dem Analysten verbunden, wobei der Designer dem Analysten einen Entwurf vorlegte, woraufhin der Analyst seine Analyse abschloss und Empfehlungen an den Designer zurückschickte. Dieser Prozess wurde so lange wiederholt, bis ein gültiger Entwurf die Analysekriterien erfüllte. Der Entwurf wurde dann an das Fertigungsteam weitergegeben, das dann möglicherweise zusätzliche Einschränkungen oder Bedenken hatte, was zu weiteren Iterationsschritten führte.
- Validierung von Kunststoffen
Die Finite-Elemente-Analyse von Kunststoffen enthält Annahmen und Ungewissheiten, die die Simulationsgenauigkeit beeinträchtigen können. Es ist sinnvoll, diese Auswirkungen zu ermitteln, bevor die Simulation für reale Anwendungen eingesetzt wird. Bei einer Validierung in der mittleren Phase wird ein kontrollierter physikalischer Test an einem standardisierten Teil durchgeführt, um die Ergebnisse der Simulation mit den physikalischen Experimenten zu vergleichen. Bei diesen Validierungen werden keine realen Teile verwendet, sondern sorgfältig entworfene Geometrien, die die Genauigkeit der Simulation prüfen; die Geometrien selbst können mit Randbedingungen getestet werden, die korrekt simuliert werden können. In dieser Validierung wird ein quasistatischer Dreipunkt-Biegeversuch an einer genormten parallelen Rippenplatte durchgeführt und simuliert. Ein Vergleich der Dehnungsfelder, die sich aus dem komplexen Spannungszustand auf der Oberfläche der Rippen ergeben, die durch digitale Bildkorrelation (DIC) im Vergleich zur Simulation erhalten wurden, wird verwendet, um die Genauigkeit der Simulation zu quantifizieren.
- Validierung der Hyperelastizität von Gummi
Hyperelastische Materialmodelle sind von Natur aus komplex und erfordern Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften in einachsiger, biaxialer und Scherrichtung. Die Daten müssen selbstkonsistent sein, damit sie zu den allgemein verwendeten Materialmodellen passen. Die Auswahl der Modelle und die Anpassung der Daten an diese Gleichungen bringen zusätzliche Unsicherheiten mit sich. Wir stellen einen Validierungsmechanismus zur Verfügung, bei dem mit Hilfe eines Standard-Validierungsexperiments die Ergebnisse einer Simulation und eines physikalischen Tests verglichen werden können, um ein quantifiziertes Maß für die Qualität der Simulation zu erhalten. Validierte Modelle können mit größerem Vertrauen in die Konstruktion von realen Komponenten verwendet werden.
- Crash-Validierung
Die Quantifizierung der Simulationsgenauigkeit vor der Durchführung von Crash-Simulationen könnte eine hilfreiche vertrauensbildende Maßnahme sein. Bei dieser Validierung wird ein dynamischer Pfeilaufprallversuch verwendet, um die multiaxiale Verformung des Materials bis zum Versagen zu untersuchen. Die Validierung bietet einen Mechanismus zur Überprüfung von Materialmodellen, Elementgröße und -auswahl sowie Solver-Einstellungen und kann für isotrope Materialien verwendet werden, die Optionen für Ratenabhängigkeit und Versagen enthalten.