Nutzen einer FEM Simulation
Für einige Anwendungen werden besonders leichte, dabei aber hoch stabile Baugruppen benötigt. Für die schnelle Optimierung derart widersprüchlicher Forderungen ist die FEM-Simulation erste Wahl. Basierend auf einem FEM-Modell lassen sich die mechanischen Spannungen errechnen und dreidimensional farbig darstellen. Damit zeigt dieser innovative Weg bereits im Vorfeld einer Produktentwicklung, ob die vorgesehene Lösung erfolgversprechend ist.
Ausgangspunkt ist die Originalseitenwand des ATR mit Abmessungen von ca. 500 x 500 mm und einem Gewicht von 2.500 g.
Als konkretes Projekt realisiert wurde die signifikante Gewichtsreduzierung - bei nahezu unverändert hoher Stabilität - für ein ATR (Air Transport Rack). Wie verhält sich ein solches Gehäuse unter rüttelnden, stoßenden, vibrierenden Einsatzbedingungen? Welche Schwingungen, dynamischen Torsionen und statischen Belastungen werden im Gehäuseaufbau auftreten?
Die gewichtsreduzierte Seitenwand, eine Wabenstruktur aus einer Al-Legierung, wiegt bei vergleichbarer Stabilität nur noch 1.300 g.
Aus der Aufgabenstellung des Kunden wurde eine Lösung moduliert und in ersten Simulationen getestet. Mit den Optimierungen der Simulation wurde das Design für das Gesamtsystem erstellt und dieses für den Kunden gefertigt. Die Stabilitätsforderungen wurden anschließend in einem Belastungstest durch ein Labor geprüft. Mit FEM kann man sicher sein, zu diesem Test bereits ein "Siegermodell" zu schicken und insgesamt viel an Entwicklungs- und Erprobungszeit zu sparen.
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