Milen Dintchev Corporate CAE / CAE-Integration Schaeffler KG milen.dintchev@schaeffler.com
Agenda Begriffsdefinition Schaeffler Gruppe Motivation Durchgeführte Untersuchungen ANSYS : Hebel von einem Riemenspanner ABAQUS : Wälzlagerdichtung Radiallager Bearinx : Wellenberechnung Zusammenfassung Seite 2
Begriffsdefinition Evaluieren Überprüfen Bewerten Einschätzen Metadaten Als Metadaten bezeichnet man allgemein Daten, die Informationen über andere Daten enthalten. Bei den beschriebenen Daten handelt es sich oft um größere Datensammlungen (Dokumente) wie Bücher, Datenbanken oder Dateien. "Daten über Daten" z.b. Personennamen, Daten in einem Personalausweis Modell (Schema) Ein Schema ist eine formale Beschreibung der Struktur von Daten. SimPDM Integration der Simulation und Berechnung in eine PDM-Umgebung Seite 3
Begriffsdefinition Evaluierung des SimPDM-Metadatenmodells oder Überprüfung der Informationen über andere Daten der formalen Beschreibung der Struktur von Daten zur Integration der Simulation und Berechnung in eine PDM-Umgebung Seite 4
Gemeinsam bewegen wir die Welt Seite 5
Die Schaeffler Gruppe Organisation nach Sparten Automotive Industrie Aerospace Regionen / Länder Europa Geschäftsbereiche Nordamerika Zentralbereiche Südamerika Asien/Pazifik Osteuropa/Mittl. Osten Seite 6
Globale Kundennähe Mitarbeiter, Umsatz, Produktionsstandorte Mitarbeiter Umsatz (Gj. 2007) 180 Standorte weltweit: rund 66.000 weltweit: rund 8,9 Mrd. Euro in mehr als 50 Ländern LuK INA FAG Werke Vertrieb Seite 7
Produktpalette Automotive (INA, FAG, LuK) Nockenwellenversteller Schlepphebel mit hydr. Abstützelement Tassenstößel Kupplungsausrücksystem Zweimassenschwungrad Getriebekomponenten Motoren- und Getriebekomponenten SAC Ketten- Spannsysteme Massenreduzierte Ausgleichswelle Komponenten für Kupplungs- und Getriebesysteme Freilauf- Riemenscheibe Nadellager, spanlos Schalteinheit Zahnkette Steuertrieb Kugelgewindetrieb Rad- Module Getriebelager Federbeinlager Rillen- Kugellager Kegelrollenlager Tandem- Sensor-Radlagereinheit Schrägkugellager Doppelkupplungssystem trocken/nass Drehmomentwandler Seite 8
Motivation: steigende Anforderungen zunehmende Netzwerke im Engineering technologischer Fortschritt "Time To Market" Kostendruck Globalisierung Integration von Entwicklungsund Produktionskompetenz zunehmende Anforderungen an Produkte und Prozesse stark zunehmende Komplexität von Produkten und Prozessen reduzierte Entwicklungszeiten frühe Optimierung von Produkten und Prozessen weltweite Entwicklungs- und Produktions- Standorte zunehmender Kommunikationsbedarf zunehmende Komplexität von Entwicklungsprozessen Systemverständnis notwendig Virtuelle Prototypen Seite 9
Motivation: Berechnung und Versuch im Entwicklungsprozess Lastenheft Lastenheft Entwurf Simulation Konstruktion Prototyp Versuch Q u a l i t ä t Konstruktion Prototyp Versuch Produkt Z e i t Produkt Seite 10
Vorgehensweise Die Die Instanziierung Instanziierung erfolgt erfolgt manuell manuell unter unter Verwendung Verwendung der der Software Software ice.net ice.net Es Es wird wird dabei dabei versucht versucht Daten Daten und und Strukturen Strukturen von von ausgewählten ausgewählten Modell Modell aus aus den den CAE- CAE- Systemen Systemen durch durch Klassen Klassen und und Beziehungen Beziehungen im im Metadatenmodell Metadatenmodell zu zu beschreiben. beschreiben. Seite 11
Riemenspanner (1) : filebasierter Ansatz Im Im Aggregatetrieb Aggregatetrieb eines eines PKW-Motors PKW-Motors wird wird ein ein Spannsystem Spannsystem zum zum Spannen Spannen des des Riemens Riemens eingesetzt. eingesetzt. Pakete: Pakete: BASE BASE CAD CAD LOAD LOAD PROP PROP SETT SETT TOPO TOPO Die Die instanziierten instanziierten Datenmodelle Datenmodelle haben haben einen einen filebasierten filebasiertenaufbau. Das Das bedeutet, bedeutet, dass dass im im Datenmodell Datenmodell auf auf Dateien Dateien referenziert referenziert wird wird in in der der Nutzdaten Nutzdaten liegen. liegen. Seite 12
Riemenspanner (2) Instanziierung: Instanziierung: Externe Externe Kraft Kraft Seite 13
Riemenspanner (3) : parameterbasierter Ansatz Die Die instanziierten instanziierten Datenmodelle Datenmodelle haben haben einen einen parameterbasierten Aufbau. Aufbau. Das Das bedeutet, bedeutet, dass dass im im Datenmodell Datenmodell auf auf Parameter Parameter in in der der Nutzdaten Nutzdaten referenziert referenziert wird. wird. Seite 14
Wälzlagerdichtung (1) Berechnungsaufgabe Montagevorgang Dichtlippen Reaktionskraft Dichtlippen Reibleistung Dichtlippen Kontaktpressung Elastomer Dehnung Elastomer Armierung Seite 15
Wälzlagerdichtung (2) Unterschiedliche Unterschiedliche Randbedingungen Randbedingungen während während der der Simulation. Simulation. Seite 16
Evaluierung des SimPDM-Metadatenmodells BEARINX Programm der Schaeffler Gruppe zur Auslegung von Wälzlager Quasi-Statische Analyse Dynamische Analyse BEARINX - VIP verfügbar für Kunden Werkzeug zur Analyse von Wälzlager für Entwicklungspartner BEARINX - online verfügbar für Kunden Werkzeug zur Analyse von Wälzlager für Kunden und Universitäten 2008-11-20 Seite 17 SimPDM Abschlussveranstaltung
BEARINX Getriebe Wälzkontakt Welle Lager Seite 18
Wellensystem (1) Instanziierung: Instanziierung: Eigenschaftsset Eigenschaftsset Wellensegment Wellensegment Seite 19
Zusammenfassung Das SimPDM-Metadatenmodell: Vorteil: generisch, bildet alle Eigenschaften ab Nachteil: generisch, lässt mehre Möglichkeiten zur Umsetzung zu kein Datenaustauschformat z.b. zwischen einem Preprozessor und einem anderen Solver unterstützt den filebasierten und parameterbasierten Ansatz Maximaler Nutzen: Implementierung in PDM-Systemen und CAE-Anwendungen Herausforderungen: Implementierung und Integration in bestehende Systeme Mapping zwischen dem internen Datenmodell und dem SimPDM-Modell Abgleich mit existierenden Industriestandards Die Die durchgeführten durchgeführten Instanziierungen Instanziierungen mit mit Anwendungsbeispielen ergaben, ergaben, dass dass das das SimPDM-Metadatenmodell die die Simulations- Simulations-und und Berechnungsdaten Berechnungsdaten aus aus den den berücksichtigten berücksichtigten CAE-Systemen CAE-Systemen abbildet. abbildet. Die Die Ergebnisse Ergebnisse der der Projektgruppe Projektgruppe SimPDM SimPDM beschreiben beschreiben die die aktuellen aktuellen Anforderungen Anforderungen der der Schaeffler Schaeffler Gruppe Gruppe an an die die Integration Integration der der Simulation Simulation und und Berechnung Berechnung in in eine eine PDM- PDM- Umgebung. Umgebung. Seite 20
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