FEM-Simulation mit NX-Nastran, CATIA, FEMAP und CATOPO für Konstrukteure und Berechner

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1 FEM-Simulation mit NX-Nastran, CATIA, FEMAP und CATOPO für Konstrukteure und Berechner Konzepte für Schulung, Einführung und Projektarbeit Dr. Thorsten Kraft, CES-Eckard GmbH, Stuttgart Datum: 22. Mai 2012 CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [1]

2 Inhaltsverzeichnis Schulungskonzept und Methodik Seite 5 Schulungsbausteine NX for Simulation mit NX-Nastran Einsteigerkurs NX for Simulation Basic Seite 7 Umsteigerkurs NX for Simulation Basic Seite 8 Ergänzungskurs NX for Simulation Basic Nonlinear Seite 9 Große Nichtlinearitäten NX for Simulation Advanced Nonlinear Seite 10 Dynamisches Antwortverhalten NX for Simulation Response Seite 11 Temperaturfeldberechnungen NX for Simulation Thermal Seite 12 Vernetzungsschulung NX for Simulation Meshing Seite 13 Basisschulung für Berechner NX for Simulation Berechner Seite 14 NX for Simulation: Spezialschulungen / Workshops auf Anfrage CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [2]

3 Inhaltsverzeichnis Schulungsbausteine CATIA FEM, V5 und V6 CATIA-V5 GPS Einzelteilberechnung für FEM Einsteiger Seite 15 CATIA-V5 GAS Baugruppenberechnung für Konstrukteure Seite 16 CATIA-V5 GPS/EST/GDY Dynamische Berechnungen Seite 17 CATIA-V5 GPS/GAS/EST für Konstrukteure Seite 18 CATIA-V5 GPS/GAS/EST für Berechner Seite 19 CATIA-V5 FMS/FMD Vernetzung mit Advanced Meshing Tools Seite 20 CATIA-V5 ANL Nichtlineare Berechnung FEM Anwender Seite 21 CATIA-V5 ATH Temperaturfeldberechnungen FEM-Anwender Seite 22 CATIA-V6 STA FEM-Berechnung für Einsteiger Seite 23 CATIA-V6 ASA Funktionserweiterungen für STA-Anwender Seite 24 CATIA-V6 SFE und AFE Hochwertige Vernetzung Seite 25 FEM-Workshops und Spezialschulungen auf Anfrage CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [3]

4 Inhaltsverzeichnis Schulungsbausteine Femap und Nastran FE1: Einsteigerkurs Femap und Nastran Seite 26 FE2: Fortgeschrittenes Pre- und Postprocessing mit Femap Seite 27 FE3: Erstellung von Schalenmodellen mit Femap Seite 28 FE4: Femap/Nastran für thermische Analysen Seite 29 FE5: Fortgeschrittene lineare Dynamiksimulation mit Nastran Seite 30 FE6: Femap/Nastran für die nichtlineare Strukturmechanik Seite 31 FE7: Finite Elemente und Betriebsfestigkeit Seite 32 FEM-Workshops und Spezialschulungen auf Anfrage Schulungsbausteine CATOPO CATOPO Einzelteil und Baugruppenberechnung Seite 33 CATOPO Topologieoptimierung Seite 34 CATOPO Temperaturfeldberechnungen Seite 35 Consulting / FE-Projekte und Workshops vor Ort Seite 36 CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [4]

5 Schulungskonzept und Methodik Zielsetzung: Erlernen der eigenständigen und korrekten Durchführung der gewünschten Berechnungsaufgabe Voraussetzungen: Benötigt wird ein Grundverständnis von Methodik und Möglichkeiten von FEM-Berechnungen im Allgemeinen und der Anwendung im NX-, CATIA- und FEMAP-Umfeld im Speziellen. Hier greift die Qualifikation an. Vorgehen: Es wird dort eingestiegen, wo es für die jeweiligen Teilnehmergruppen nötig ist, z.b.: Konstrukteure / Entwickler als FEM Einsteiger > Grundlagen der Technischen Mechanik / Grundlagen der FE-Methode Konstrukteure / Entwickler als Umsteiger von CATIA-V5 > Methodisches Vorgehen mit FEM in NX, CATIA-V6 und FEMAP Berechner > Struktur von NX, CATIA bzw. FEMAP und Geometrievorbereitung in NX, CATIA und FEMAP Es werden Methoden und Funktionen erlernt, um möglichst rasch die Aufgaben der jeweiligen Teilnehmergruppen bewältigen zu können. CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [5]

6 Übersicht Anwendungsbereiche Anmerkungen zur Funktionsübersicht Für Konstrukteure / Entwickler als FEM-Einsteiger und Konstrukteure mit Berechnungserfahrung werden jeweils eigenständige Basiskurse empfohlen. Die Themen Response, Nichtlinearität, Temperaturfeldberechnung und Vernetzung sind an Berechner und berechnungserfahrene Konstrukteure / Entwickler gerichtet. Für Berechnungsingenieure sind darüber hinaus auch Einführungskurse für NX-Nastran und NEi- Nastran konzipiert worden. Einige Schulungsinhalte werden in unterschiedlichen Kursen unter unterschiedlichen Aspekten besprochen. Bei der Kursaufgliederung und den Schulungsinhalten handelt es sich um Vorschläge, die nach Kundenwunsch angepasst werden können. CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [6]

7 NX for Simulation, Basic Einsteiger Zielgruppe: Konstrukteure / Entwickler auch ohne FEM-Berechnungserfahrung Ziel: Eigenständige und korrekte Durchführung von linear statischen FE-Berechnungen, Eigenschwingungsanalysen und Beulberechnungen mit in NX-CAD integriertem NX-Nastran Struktur und Möglichkeiten zur FE-Berechnung mit Design Simulation und Advanced Simulation Grundlagen der Technischen Mechanik und der Finiten Elemente Methode Datenstruktur, Materialverwaltung und Geometrievorbereitung Vernetzung von Volumenkörpern mit Tetraedern Anbindung über RBE2- und RBE3-Spinnenelemente (nur Advanced Simulation) Anlegen und Verwalten von Simulationen, Lösungen und Lastfällen Verbindung von Flächen über Fest-, Gleit- und Kontaktverbindungen Definition und Wirkung von Einspannungen und Lasten Berechnung, Auswertung und Bewertung statischer Belastungen Grundlagen, Berechnung und Auswertung von Eigenfrequenzen Grundlagen, Berechnung und Auswertung linearer Knick- und Beulmoden Dauer: 4 Tage Voraussetzung: NX 3D-Konstruktion CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [7]

8 NX for Simulation, Basic Umsteiger Zielgruppe: Konstrukteure / Entwickler mit FEM-Berechnungserfahrung Ziel: Eigenständige und korrekte Durchführung von linear statischen FE-Berechnungen, Eigenschwingungsanalysen und Beulberechnungen, auch mit in NX-CAD integriertem NX-Nastran Struktur und Möglichkeiten zur FE-Berechnung Design Simulation und Advanced Simulation Datenstruktur, Materialverwaltung und Geometrievorbereitung Vernetzung von Volumenkörpern mit Tetraedern Anbindung über RBE2- und RBE3-Spinnenelemente (nur Advanced Simulation) Anlegen und Verwalten von Simulationen, Lösungen und Lastfällen Verbindung von Flächen über Fest-, Gleit- und Kontaktverbindungen Definition von Einspannungen und Lasten Berechnung und Auswertung statischer Belastungen Berechnung und Auswertung von Eigenfrequenzen Berechnung und Auswertung linearer Knick- und Beulmoden Dauer: 3 Tage Voraussetzungen: NX 3D-Konstruktion und Berechnungserfahrung z.b. mit CATIA-FEM CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [8]

9 NX for Simulation, Basic Nonlinear Zielgruppe: Entwickler mit FEM-Berechnungserfahrung mit NX for Simulation Ziel: Statische Berechnungen unter Berücksichtigung von kleinen Nichtlinearitäten mit in NX-CAD integriertem NX-Nastran unter Verwendung von Solver 106 Berechnungsmöglichkeiten und Grenzen von NX-Nastran / Solver 106 Geometrische Nichtlinearitäten Definition plastischer und hyperelastischer Materialparameter Absteuerung nichtlinearer Berechnungen mit NX-Nastran / Solver 106 Plastifizierungsrechnungen Berechnung unter Berücksichtigung von Hyperelastizität Auswertung und Bewertung schwach nichtlinearer statischer Berechnungen Dauer: 1 Tag Voraussetzungen: NX 3D-Konstruktion und NX for Simulation Basic (Einsteiger oder Umsteiger) CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [9]

10 NX for Simulation, Advanced Nonlinear Zielgruppe: Berechner und Entwickler mit Berechnungserfahrung mit NX for Simulation Ziel: Durchführung statischer und dynamischer Berechnungen unter Berücksichtigung von Material-, Geometrie-, und Strukturnichtlinearitäten mit impliziten und expliziten Methoden, mit in NX-CAD integriertem NX-Nastran und Verwendung von Solver 601 und 701 Grundlagen nichtlinearer FEM-Berechnungen Statische und Dynamische Berechnungsverfahren (implizit / explizit) Möglichkeiten und prinzipieller Ablauf nichtlinearer Berechnungen Definition nichtlinearer Materialparameter (Plastizität, Hyperelastizität, Dynamik) Definition und Auswertung von Kontakten mit großen Verschiebungen und Reibung Definition von Lastgeschichten / Systematik in der Arbeit mit nichtlinearen Problemen Anforderungen an das Netz Absteuerung nichtlinearer Berechnungen und Methoden zur Konvergenzunterstützung Lastschrittspezifische und zeitabhängige Auswertung Jede Nonlinear Schulung wird auf die Bedürfnisse der Teilnehmer angepasst Dauer: 2 4 Tage, je nach Kundenanforderung Voraussetzungen für Entwickler: NX 3D-Konstruktion, NX for Simulation Basic, Meshing Voraussetzungen für Berechner: Grundlagen NX 3D-Konstruktion, NX for Simulation Berechner, Meshing CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [10]

11 NX for Simulation, Response Zielgruppe: Berechner und Entwickler mit Berechnungserfahrung mit NX for Simulation Ziel: Berechnung von dynamischem Antwortverhalten (Responseanalysen) mit in NX-CAD integriertem NX-Nastran, unter Verwendung der Solver 103, Übersicht möglicher Responseanalysen Voraussetzungen zur Durchführung von Responseanalysen Definition von Massen und Massenträgheitsmomenten Last- und Einspannungsanregung Harmonische- und Transiente Anregungen Wirkung und Definition von Dämpfungsparametern Methode der Modalen Überlagerung und direkte Methoden Power Spectral Density Analysis Methoden zur Auswertung von Responseanalysen Frequenz- und Zeitabhängige Darstellungen Dauer: 2 Tage Voraussetzungen für Entwickler: NX 3D-Konstruktion und NX for Simulation Basic Voraussetzung für Berechner: Grundlagen NX 3D-Konstruktion, NX for Simulation Berechner CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [11]

12 NX for Simulation, Thermal Zielgruppe: Berechner und Entwickler auch ohne FEM-Vorkenntnisse Ziel: Durchführung von Temperaturfeldrechnungen mit in NX-CAD integriertem NX-Nastran, unter Verwendung der Solver 153, 159 Möglichkeiten für Temperaturfeldanalysen Anlegen und Strukturierung von Temperaturfeldanalysen Voraussetzungen zur Durchführung von Temperaturfeldanalysen Vernetzung mit Tetraederelementen Definition thermischer Materialparameter Thermische Randbedingungen und thermische Lasten Definition von Thermischem Kontakt Stationäre und Transiente Temperaturfeldberechnungen Absteuerung von Temperaturfeldberechnungen Methoden zur Auswertung von Temperaturfeldanalysen Kopplung mit statischen Berechnungen Dauer: 1 Tag Voraussetzung: Grundlagen NX 3D-Konstruktion CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [12]

13 NX for Simulation, Meshing Zielgruppe: Berechner und Entwickler mit Bedarf an höherwertigen Netzen Ziel: Vernetzen mit Balken-, Schalen-, und 3D-Extrusionselementen mit Advanced Simulation Vernetzungsmöglichkeiten von NX-Advanced Simulation Geometrievorbereitung zur Vernetzung von 1D, 2D,- und 3D-Strukturen 1D-Vernetzung: Balken- und Stabelemente 2D-Vernetzung: Schalen-, Membran- und Schubfeldelemente Volumenvernetzung mit Hexaedern und dem Tetraederfüllverfahren Sinnvolle Netzunterteilungen und lokale Spezialvernetzungen Kontrolle der Elementqualität (Solver-spezifisch) Transformation, Kopie und Extraktion von Netzen Modellierung von Verschweißungen und Verklebungen Kompatible Vernetzung Import und Export von Netzen Dauer: 3 Tage Voraussetzungen für Entwickler: NX 3D-Konstruktion, NX for Simulation Basic Voraussetzung für Berechner: Grundlagen NX 3D-Konstruktion,NX for Simulation Berechner CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [13]

14 NX for Simulation, Berechner Zielgruppe: Berechner Ziel: Umgang mit in NX-CAD integriertem NX-Nastran zur Berechnung von linearen und schwach nichtlinearen statischen Belastungen, Eigenschwingungen und Knick- bzw. Beulmoden Der Kurs stellt einen Einstieg nach NX for Simulation dar, auf dem die Kurse Mesh, Response, Nonlinear und Thermal aufbauen können Struktur und Möglichkeiten zur FE-Berechnung mit NX for Simulation Prinzipieller Umgang mit NX, Datenstruktur einer Analyse Vorbereitung von Zusammenbauten und Einzelteilen, sowie Materialdefinitionen Vernetzung von Tetraedern Definition von direkten Flächenverbindungen und Verbindungen über Spinnen Definition von Simulationen, Lösungen, Lastfällen, Lagerungen, Lasten und Massen Möglichkeiten zur Darstellung der Berechnungsergebnisse Linear elastische statische Berechnungen mit Solver 101 Eigenfrequenzanalysen mit Solver 103 Berechnung des (linearen) Knick- und Beul Verhaltens mit Solver 105 Schwach nichtlinear elastisch-plastische Berechnungen mit Solver 106 Dauer: 2 Tage Voraussetzung: Grundlagen NX 3D-Konstruktion, Berechnungserfahrung CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [14]

15 CATIA-V5 GPS Einzelteilberechnung Zielgruppe: Konstrukteure / Entwickler auch ohne FEM-Berechnungserfahrung Ziel: Teilnehmer sollen in die Lage versetzt werden, eigenständig und korrekte linear statischen FEM- Berechnungen und Eigenschwingungsanalysen an Einzelteile durchzuführen Struktur und Simulationsmöglichkeiten in CATIA-V5 FEM Grundlagen der Technischen Mechanik Grundlagen der Finite-Elemente-Methoden Prinzipielle Einstellungen und Vorgehensweise zur Einzelteilberechnung mit GPS FEM-spezifische Vorbereitungen von Einzelteilen Möglichkeiten der Modellergänzung (Virtuelle Teile) und Kontaktrechnung Definition und Wirkung von Einspannungen, Massen und Lasten Steuerung und Kontrolle der Vernetzung und Berechnung Darstellung und Bewertung der Berechnungsergebnisse (Postprozessing) Variantenanalyse Eigenfrequenzanalysen Dauer: 3 Tage Voraussetzung: CATIA-V5 / Part Design CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [15]

16 CATIA-V5 GAS Baugruppenberechnung Zielgruppe: Konstrukteure und Entwickler mit GPS-Berechnungserfahrung Ziel: GPS-erfahrene Konstrukteure erlernen die Durchführung linear statischer FEM-Berechnungen und Eigenschwingungsanalysen auf Baugruppenebenen Aktueller Stand Struktur und Simulationsmöglichkeiten in CATIA-V5 FEM Prinzipielle Vorgehensweise zur Baugruppenberechnung mit GPS + GAS Konzeptionierung und Strukturierung von FE-Modellen zur Baugruppenberechnung FEM-kompatible Zusammenbauten und Verbindungsvordefinitionen erstellen Eigenschaften und Definitionen direkter und ferner FEM-Verbindungen Einsatz und Analyse von Kontakt-, Press- und Schraubverbindungen Simulation von Verschweißungen Ergebnisauswertung auf Baugruppenebene Dauer: 2 Tage Voraussetzung: CATIA-V5 / Part Design / Assembly Design, Erfahrung mit statischen Berechnungen mit CATIA-V5 GPS CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [16]

17 CATIA-V5 GPS/EST/GDY Dynamische Berechnung Zielgruppe: Konstrukteure mit GPS-Berechnungserfahrung / Berechner Ziel: GPS- erfahrene Teilnehmer erlernen Durchführung von Eigenschwingungs- und Responseanalysen sowie Nachstellen dynamischer Belastungen mit GPS/EST/GDY. Aktueller Stand Struktur und Simulationsmöglichkeiten von CATIA-V5 FEM Grundlagen Eigenschwingungsanalyse bzw. Responseanalyse Prinzipielle Vorgehensweise Eigenschwingungsanalyse bzw. Responseanalysen Definition und Auswertung von Eigenschwingungsanalysen Einfluss, Bestimmung und Definition von Massen und Massenträgheitsmomenten Nachstellung Dynamischer Belastungen über quasistatische Berechnungen Definition und Auswertung von harmonischen und transienten Responseanalysen Einspannungs- und Lastanregung mit modaler oder Reyleigh-Dämpfung Dauer: 1 Tag Voraussetzung: CATIA-V5 / Part Design, Erfahrung in der Durchführung statischer Berechnungen mit CATIA-V5 GPS CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [17]

18 CATIA-V5 GPS/GAS/EST für Konstrukteure Zielgruppe: Konstrukteure und Entwickler auch ohne FEM-Berechnungserfahrung Ziel: Konstrukteure ohne oder mit nur geringen FEM-Erfahrungen erlernen sukzessive die Berechnung von Einzelteilen und Zusammenbauten mit CATIA-V5 GPS/GAS/EST. Struktur und Simulationsmöglichkeiten von CATIA-V5 FEM Grundlagen der Technischen Mechanik und der Finiten-Elemente-Methode Prinzipielle Einstellungen und Vorgehensweise zur FEM-Berechnung mit CATIA-V5 Modellvorbereitung von Einzelteilen und Zusammenbauten Virtuelle Teile, Lastfallmanagement Einspannungen, Massen und Lasten Steuerung und Kontrolle der Vernetzung und Berechnung Darstellung und Bewertung der Berechnungsergebnisse (Postproessing) Konzeptionierung und Strukturierung von FE-Modellen zur Baugruppenberechnung Vordefinitionen und Definition von Direkt-, Fern- und Schweißverbindungen Dauer: 5 Tage Voraussetzung: CATIA-V5 / Part-Design / Assembly Design CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [18]

19 CATIA-V5 GPS/GAS/EST für Berechner Zielgruppe: Berechner Ziel: Berechner lernen den Umgang mit CATIA-V5 GPS/GAS/EST zur Berechnung von Einzelteilen und Zusammenbauten. Struktur und Simulationsmöglichkeiten von CATIA-V5 FEM Prinzipielle Einstellungen und Vorgehensweise zur FEM-Berechnung mit CATIA-V5 Modellvorbereitung von Einzelteilen und Zusammenbauten Konzeptionierung und Strukturierung von FE-Modellen zur Baugruppenberechnung Vordefinitionen und Definition von Direkt-, Fern- und Schweißverbindungen Virtuelle Teile, Lastfallmanagement Einspannungen, Massen und Lasten Erzeugung und Verwendung von Gruppen beim Pre- und Postprocessing Steuerung und Kontrolle der Vernetzung und Berechnung Statische Berechnungen, Eigenschwingungsberechnungen, Lineares Knicken und Beulen Darstellung der Berechnungsergebnisse (Postproessing) Dauer: 3 Tage Voraussetzung: CATIA-V5 / Part-Design / Assembly Design. FEM-Berechnungserfahrung CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [19]

20 CATIA-V5 FMS/FMD Vernetzung Advanced Meshing Tools Zielgruppe: Berechner / Entwickler mit Bedarf an höherwertigen Netzen Ziel: Berechner / Entwickler erlernen den Umgang mit den CATIA-V5-FEM-Modulen GPS, FMS,FMD zur Erzeugung von höherwertigen 1D, 2D und 3D-Netzen Struktur, Vernetzungs- und Berechnungsmöglichkeiten von CATIA-V5 FEM Geometrievorbereitung / Unterteilung von Körpern, Flächen und Linienstrukturen Vernetzung von 1D-Strukturen (GPS / FMS) Vernetzung von Oberflächen und Flächenstrukturen mit Dreiecks- und Viereckselementen (FMS) Bereinigung von Vernetzungsgeometrie und Netzfehlern, Erstellung von Netzdomänen (FMS) Berücksichtigung externer Geometrien und kompatibler Netzanschluss Kompatible und inkompatible Vernetzung von Verschweißungen (FMS) Extraktion von 1D und 2D-Netzen Erweiterte Octree-Tetraedervernetzung (FMD) Vernetzung mit dem Tetraederfüllverfahren (FMD) Netzextrusion / Hexaedervernetzung prismatischer Körper (FMD) Kopie, Import und Export von Netzen Netzkontrolle und Elementqualität Dauer: 3 Tage Voraussetzung: Grundkenntnisse in CATIA-V5 und den Modulen Part Design, Generative Shape Design und Assembly Design sowie allgemeine FEM-Vernetzungserfahrung CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [20]

21 CATIA-V5 ANL Nichtlineare Berechnungen Zielgruppe: FEM-Anwender in CATIA-V5 Ziel: Berechnungserfahrene CATIA-V5 FEM-Anwender erlernen die Berechnung mit dem CATIA-V5- FEM-Modul ANL unter Berücksichtigung von Material-, Geometrie-, und Strukturnichtlinearitäten. Grundlagen nichtlinearer FEM-Berechnungen Möglichkeiten und prinzipieller Ablauf einer nichtlinearen Berechnung mit ANL Definition nichtlinearer Materialparameter und der Lastgeschichte Systematik in der Arbeit mit nichtlinearen Problemen Anforderungen an die Geometrie Absteuerung nichtlinearer Berechnungen und Methoden zur Konvergenzunterstützung Lastschrittspezifische Auswertungen von Verschiebungen, Dehnungen und Spannungen Manuelle / automatische Definition und Auswertung von Kontakten / Verbindungen Anforderungen an das Netz Dauer: 3 Tage Voraussetzung: CATIA-V5 / Part Design / Generative Shape Design / Assembly Design, allgemeine Berechnungserfahrung zumindest mit dem CATIA-V5 FEM-Modul GPS, Vernetzungserfahrung mit CATIA-V5 FMS /FMD Advanced Meshing Tools CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [21]

22 CATIA-V5 ATH Temperaturfeldberechnungen Zielgruppe: Konstrukteure auch ohne FEM-Berechnungserfahrung und Berechner Ziel: CATIA-V5 Anwender erlernen die Berechnung von stationären und instationären Temperaturfeldern mit dem CATIA-V5 FEM-Modul ATH. Grundlagen thermischer FEM-Berechnungen Möglichkeiten und prinzipieller Ablauf einer Temperaturfeldberechnung mit ATH Definition linearer und nichtlinearer thermischer Materialparameter Definition von Temperaturlastgeschichten und thermischen Randbedingungen Zeitschrittspezifische Auswertung und Export von Temperaturfeldern Manuelle / automatische Definition und Auswertung von thermischen Kontakten Anforderungen an das Netz Dauer: 1 Tag Voraussetzung: CATIA-V5 / Part Design / Assembly Design CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [22]

23 CATIA-V6 STA FEM-Berechnungen für FEM-Einsteiger Zielgruppe: Konstrukteure und Entwickler auch ohne FEM-Berechnungserfahrung Ziel : Teilnehmer sollen in die Lage versetzt werden, eigenständig und korrekte linear statischen FEM-Berechnungen und Eigenschwingungsanalysen durchzuführen Struktur und Simulationsmöglichkeiten in CATIA-V6 FEM Grundlagen der Technischen Mechanik Grundlagen der Finite-Elemente-Methoden Prinzipielle Einstellungen und Vorgehensweise zur Berechnung mit STA FEM-spezifische Vorbereitungen von Einzelteilen und Zusammenbauten Möglichkeiten der Modellergänzung (Virtuelle Teile) und Kontaktrechnung Definition und Wirkung von Einspannungen, Massen und Lasten Definition von Verbindungen Steuerung und Kontrolle der Vernetzung und Berechnung Darstellung und Bewertung der Berechnungsergebnisse (Postprozessing) Variantenanalyse Eigenfrequenzanalysen Dauer: 4 Tage Voraussetzung: Geometrieerzeugung und Bearbeitung in CATIA-V6 CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [23]

24 CATIA-V6 ASA Erweiterungen für STA-Anwender Zielgruppe : Anwender von CATIA-V6 STA Ziel: Teilnehmer lernen die ASA Zusatzfunktionalitäten zu STA kennen Struktur und Simulationsmöglichkeiten in CATIA-V6 FEM Bilden und Nutzen von Gruppen zum Pre- und Postprocessing Definition von Lastfeldern, Temperaturlasten und Lagerlasten Darstellung von Eigenschaften, Einspannungen, Lasten und Massen am Netz Rotations-, Dehnungs- und Kontaktauswertungen und Darstellungen Definition und Auswertung von Multilastfällen Lineares Knicken und Beulen Eigenschwingungsanalysen mit dem Lanczos-Solver Responseanalysen mit harmonischer und transienter Anregung Ereignisübergreifende Auswertungen Dauer: 2 Tage Voraussetzung: Berechnungserfahrung mit CATIA-V6 STA CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [24]

25 CATIA-V6 Vernetzung mit SFE / AFE Zielgruppe: Berechner mit Bedarf an höherwertigen Netzen Ziel: Teilnehmer lernen die Erzeugung von hochwertigen 1D, 2D und 3D-Netzen mit CATIA-V5- FEM Modulen SFE und AFE Struktur und Simulationsmöglichkeiten in CATIA-V6 FEM Geometrievorbereitung / Unterteilung von Körpern, Flächen und Linienstrukturen Vernetzung von 1D-Strukturen Vernetzung von Oberflächen und Flächenstrukturen mit Dreiecks- und Viereckselementen Bereinigung von Vernetzungsgeometrie und Netzfehlern, Erstellung von Netzdomänen Berücksichtigung externer Geometrien und kompatibler Netzanschluss Kompatible und inkompatible Vernetzung von Verschweißungen Definition von Stab-, Membran- und Schubfeldelementen (nur SFE) Übertragung / Mappen von Kompositeigenschaften auf Schalenelemente (nur SFE) Extraktion von 1D und 2D-Netzen Erweiterte Octree-Tetraedervernetzung (nur AFE) Vernetzung mit dem Tetraederfüllverfahren (nur AFE) Netzextrusion / Hexaedervernetzung prismatischer Körper (Sweep Mesh) Kopie, Import und Export von Netzen, Netzkontrolle und Elementqualität Dauer: 3 Tage Voraussetzung: Geometrieerzeugung und Bearbeitung in CATIA-V6 CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [25]

26 FE1: Einsteigerkurs Femap und Nastran Zielgruppe: Berechnungsingenieure Ziel: Die Teilnehmer sollen in die Lage versetzt werden, linear-elastische FE-Analysen in der Strukturmechanik mit Solidelementen durchzuführen. Der Kurs kann für NX- oder alternativ für NEi-Nastran durchgeführt werden. Grundlagen der linearen Finite-Elemente-Methode in der Strukturmechanik Femap-Benutzeroberfläche CAD-Datenimport und elementare Geometrieüberarbeitung Geometriebasierte Vernetzung von Bauteilen mit Tetraeder-, Balken und Starrkörper- Elementen Lagerung von FE-Modellen und Lastaufbringung Bauteil-Verbindungen mittels Festverbindung und Flächenkontakt Statische Analysen und Eigenfrequenzberechnung Modellierung von Verschraubungen ohne und mit Vorspannkräften Grundlagen der Ergebnisdarstellung und -interpretation Dauer: 3 Tage Voraussetzung: Kenntnisse in Technischer Mechanik CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [26]

27 FE2: Fortgeschrittenes Pre- und Postprocessing mit Femap Zielgruppe: Berechnungsingenieure Ziel: Die Teilnehmer lernen vertiefte Methoden der Solidvernetzung und Ergebnisauswertung Erstellung eigener Geometrieelemente Geometriebearbeitung für Volumenmodelle Benutzung der Meshing-Toolbox Darstellung und Kontrolle der Elementqualität Geometrieunabhängige Methoden zur Netzerstellung und Netzbearbeitung Hexaedervernetzung Manipulation der Ergebnisdarstellung Fortgeschrittene Schraubenauswertung Das Charting-Tool Dauer: 2 Tage Voraussetzung: Kurs FE1 oder gleichwertige Qualifikation CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [27]

28 FE3: Erstellung von Schalenmodellen mit Femap Zielgruppe: Berechnungsingenieure Ziel: Die Teilnehmer lernen die Erstellung von Schalenmodellen für die Strukturmechanik Grundlagen der Schalenmodellierung in der Strukturmechanik Erstellung von Mittelflächenmodellen Fortgeschrittene Flächengenerierung Vernetzung der Mittelflächenmodelle Hybride Modelle aus Volumen-, Schalen- und Balken-Elementen Kontaktanalysen mit Schalenelementen 3 fortgeschrittene Übungen Dauer: 2 Tage Voraussetzung: Kurs FE1 oder gleichwertige Qualifikation CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [28]

29 FE4: Femap/Nastran für thermische Analysen Zielgruppe: Berechnungsingenieure Ziel: Die Teilnehmer lernen die Erstellung von FE-Modellen für nichtlineare thermische und lineare thermomechanische Analysen. Der Kurs kann für NX- oder alternativ für NEi- Nastran durchgeführt werden. Grundlagen der (nichtlinearen) Finite-Elemente-Methode in der Thermodynamik Wärmeleitung und Wärmedurchgang Thermische Lasten: Temperatur, Wärmeströme, Wärmequellen Modellierung der Konvektion: Nusselt-Zahlen für verschiedene Fälle Modellierung der Wärmestrahlung Temperaturabhängige Materialwerte Stationäre und transiente thermische Simulationen Export von Temperaturergebnissen in strukturmechanische Modelle Stationäre und transiente thermomechanische Simulationen Dauer: 2 Tage Voraussetzung: Kurs FE1 oder gleichwertige Qualifikation CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [29]

30 FE5: Fortgeschrittene lineare Dynamiksimulation mit Nastran Zielgruppe: Berechnungsingenieure Ziel: Die Teilnehmer lernen die Grundlagen von transienten Berechnungen und Response-Analysen mit NX- oder NEi-Nastran. Fortgeschrittene Methoden der Eigenfrequenzanalyse Direkte Methode der linear-transienten-analyse Modale Methode der linear-transienten-analyse Direkte Methode der Frequency-Response-Analyse Modale Methode der Frequency-Response-Analyse Random-Vibration-Analyse Abschätzung der Materialermüdung bei Vibrationsbelastung Ausblick: Fluid-Struktur-Kopplung Dauer: 2 Tage Voraussetzung: Kurs FE1 oder gleichwertige Qualifikation CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [30]

31 FE6: Femap/Nastran für die nichtlineare Strukturmechanik Zielgruppe: Berechnungsingenieure Ziel: Die Teilnehmer lernen die Durchführung von statischen und implizit transienten Analysen in der Strukturmechanik. Der Kurs kann für NX- oder alternativ für NEi-Nastran durchgeführt werden. Grundlagen der nichtlinear-impliziten FE-Methoden in der Strukturmechanik Nichtlinear-elastische Materialien Hyperelastische Materialien (Elastomere) Elasto-plastische Materialien Werkstoffkriechen Besonderheiten bei der Elementierung von nichtlinearen Modellen Kontaktanalysen für große Verschiebungen Statische und transiente Analysen Effiziente Lösungsstrategien Dauer: 2 Tage Voraussetzung: Kurs FE1 oder gleichwertige Qualifikation CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [31]

32 FE7: Finite Elemente und Betriebsfestigkeit Zielgruppe: Berechnungsingenieure Ziel: Die Teilnehmer lernen Nachweismethoden für die Ermüdungsfestigkeit von ungeschweißten und geschweißten metallischen Baugruppen. Hochzyklische Ermüdung von metallischen Werkstoffen Wöhlerkurven und Smith-Diagramme Niederzyklische Ermüdung von metallischen Werkstoffen Betriebsfestigkeitsanalyse bei ungeschweißten Bauteilen Strukturspannungskonzept von Schweißnaht-Belastungen Kerbspannungskonzept von Schweißnaht-Belastungen Ermüdungsfestigkeitsnachweis nach der FKM-Richtlinie Schraubennachweis nach VDI 2230 Dauer: 2-5 Tage nach Absprache Voraussetzung: Kurse FE1 und FE3 oder gleichwertige Qualifikation CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [32]

33 CATOPO Einzelteil- und Baugruppenberechnung Zielgruppe: Konstrukteure und Entwickler auch ohne FEM-Berechnungserfahrung Ziel: Teilnehmer werden befähigt, eigenständig lineare statischen FEM-Berechnungen und Eigenschwingungsanalysen mit CATOPO durchzuführen und zu bewerten Struktur und Simulationsmöglichkeiten von CATOPO Grundlagen der Technischen Mechanik Grundlagen der Finite-Elemente-Methoden Import, Bereinigung und Reparatur von Geometrie Definition und Zuweisung von Materialeigenschaften Vernetzung und Vernetzungskontrolle Strategien der automatischen und manuellen Kontaktfindung und Definition Kopplung und Anbindung über Spinnen- und Verschraubungselemente Definition von statischen Lastfällen mit Einspannungen und Lasten Durchführung von Berechnungen im Vordergund / Hintergrund ; lokal / remote Darstellung und Bewertung der Berechnungsergebnisse (Postprozessing) Modalanalysen: Grundlagen, Definition, Ausführung und Auswertung Dauer: 3 Tage Voraussetzung: Ingenieursmäßiges Verständnis mechanischer Zusammenhänge CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [33]

34 CATOPO Topologieoptimierung Zielgruppe: Konstrukteure mit FEM-Berechnungserfahrung und Berechner Ziel: Teilnehmer lernen, Formfindungsberechnungen mit CATOPO durchzuführen, zu bewerten und in fertigbare Produkte umzusetzen Grundlagen und Ziel der Topologieoptimierung / Formfindung Einfluss von Randbedingungen, Ersatzsteifigkeiten und Netzgröße Erfordernisse an den Bauraum Lebensdauer und Wichtung der zu berücksichtigenden Lastfälle Berücksichtigung von Symmetrie, Hinterschnittfreiheit und konstante Wandstärke Kontrolle der Dichteverteilung Verifikation der Formfindungsergebnisse bzgl. Steifigkeit, Spannung und Eigenfrequenz Strategien der Topologieoptimierung Ausgabe der Formfindungsergebnisse Strategien zur Umsetzung der Formfindungsergebnisse in reale Bauteile Dauer: 2 Tage Voraussetzung: CATOPO Einzelteil- und Baugruppenberechnung CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [34]

35 CATOPO Temperaturfeldberechnungen Zielgruppe: Konstrukteure auch ohne FEM-Berechnungserfahrung und Berechner Ziel: Teilnehmer lernen, selbständig stationäre Temperaturfeldberechnungen mit CATOPO durchzuführen und zu bewerten Berechnungsmöglichkeiten in CATOPO Grundlagen linear stationärer Temperaturfeldberechnungen Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität und Wärmeübergang Geometrievorbereitung und thermische Materialeigenschaften Vernetzung sowie Kopplung und Anbindung über Spinnenelemente Strategien der automatischen und manuellen Kontaktfindung Definition von thermischen Lastfällen mit thermischem Kontakt und Abstrahlung Thermische Randbedingungen, Konvektion und Wärmefluss Darstellung und Bewertung der Berechnungsergebnisse (Postprozessing) Übernahme von Temperaturfeldern als Temperaturlasten in statische Berechnungen Dauer: 1 Tag Voraussetzung: Ingenieursmäßiges Verständnis thermischer Zusammenhänge CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [35]

36 Consulting / FE-Projekte und Workshops vor Ort Nach dem Einstieg und den ersten praktischen Erfahrungen mit den verschiedenen Softwareprodukten, besteht oft der Wunsch oder die Notwendigkeit, firmenspezifische Themen zu vertiefen und FE-Standards zu setzen. Hierbei können wir Sie in Form eines Projektes oder Workshops unterstützen. Unser Angebot Übernahme von FE-Projekten Der Kunde liefert die Geometrie, Randbedingungen und Lasten und erhält eine Dokumentation, die alle Arbeitsschritte und Ergebnisse beinhaltet (Kochrezept). Die Vorgehensweise und Arbeitsschritte können auf Wunsch nach Abschluss des Projektes in einem Workshop aufbereitet und vertieft werden Durchführen des FE-Projekts beim Kunden vor Ort Das Projekt hat den Charakter eines Workshops, alle Aufgaben und die Arbeitsschritte werden gezielt vom Trainer vermittelt und im Projektteam umgesetzt (Training on the Job) Mischformen aus den beiden vorgenannten Modellen CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [36]

37 Impressum CES Eckard GmbH Creative Engineering Services // Stuttgart Heßbrühlstraße 61 D Stuttgart Tel: Fax: HRB Stuttgart Geschäftsführer: Christoph Eckard Matthias Knöll CES Eckard GmbH // Creative Engineering Services [37]