Simulationswerkzeuge für Gleitlager und zum VDI-Wärmeatlas von CADFEM

Damit lassen sich einerseits die Beanspruchung, Reibung und Temperatur von geschmierten Systemen bei hydrodynamischen Gleitlagern einfacher berechnen. Andererseits führt die Integration des VDI-Wärmeatlas in ANSYS Workbench zu einem durchgängigen Prozess, der die Validierung und Detailanalyse bei der Auslegung technischer Apparate und Anlagen in der Verfahrens- und Energietechnik unterstützt.

Die CADFEM ANSYS Extensions sind von CADFEM und Partnern entwickelte Engineering-Werkzeuge für ANSYS. Sie erweitern den Funktionsumfang der Simulationssoftware ANSYS punktuell um spezifische Anwendungen und verdeutlichen damit das umfassende Know-how von CADFEM.

Tribo-X inside ANSYS

Hydrodynamische Gleitlager sind aufgrund ihrer guten Betriebseigenschaften in vielen Anwendungsbereichen anzutreffen, unter anderem wegen ihres ruhigen Laufverhaltens und der hohen Tragfähigkeit. Hierbei kommt dem für Gleitlager charakteristischen Schmierfilm eine große Bedeutung zu, der einen großen Einfluss auf die Lebensdauer des Lagers hat. Ebenso hängt das Schwingungs­verhalten von gleitgelagerten Wellen in starkem Maße von den dynamischen Eigenschaften des Schmierfilms ab.

Zur Simulation der Schmierfilmausbildung wurde am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Tribologie des Institutes für Maschinenkonstruktion (IMK) der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg die Software Tribo-X entwickelt. Sie berechnet die Beanspruchung, Reibung und Temperatur von geschmierten Systemen und wirkt wie eine „numerische Lupe“ für den Reibkontakt, was zu einem besseren Verständnis der dort ablaufenden Prozesse führt. Mit Tribo-X inside ANSYS (www.cadfem.de/tribox) haben CADFEM und das IMK Magdeburg gemeinsam eine komfortable und zeiteffiziente Lösung zur Berechnung von Gleitlagern innerhalb von ANSYS Workbench entwickelt.

VDI-Wärmeatlas inside ANSYS

Der VDI-Wärmeatlas dient als Standardwerk für die Auslegung technischer Apparate und Anlagen in der Verfahrens- und Energietechnik. Speziell in frühen Phasen, in denen noch keine numerische Simulation durchführbar ist, liefert der Wärmeatlas die Daten und Methoden – von Stoffeigenschaften über physi­kalische Kennwerte bis hin zu typischen Entwürfen und Bemessungsberechnungen – für den effizienten und sicheren Anlagenentwurf. Lauterbach Verfahrenstechnik GmbH hat den VDI-Wärmeatlas als Software (LV-ATLAS) umgesetzt. Damit kann schnell auf das umfangreiche Expertenwissen zugegriffen und über automatisierte, analytische Berechnungsmethoden ein geeignetes Design ermittelt werden.

Die Integration in ANSYS Workbench führt zu einem durchgängigen Prozess, der die Validierung und Detailanalyse per FEM (Finite Elemente Methode) oder CFD (Computational Fluid Dynamcis) verbessert. Dadurch sinkt die Zahl der erforderlichen Eingaben, die Konsistenz von Entwurfs- und Validierungs­berechnungen wird gesichert und außerdem basiert der Modellaufbau in der Simulation auf praxis­gerechten Randbedingungen. Kern der neuen Software VDI-Wärmeatlas inside ANSYS (www.cadfem.de/waermeatlas) ist der schnelle Austausch von Parametern mit einem Editor, über den frei wählbare Einflussgrößen verknüpft werden. Beispielsweise können Wärmeübergangszahlen basierend auf verschiedenen Ausgangsbedingungen in LV-ATLAS analytisch bestimmt und an ANSYS Mechanical übergeben werden, wo sie als Grundlage für thermische oder mechanische Analysen dienen. Ebenso lassen sich geometrische Abmessungen oder Simulationsergebnisse wie Rohrdurchmesser oder Temperaturen aus ANSYS an LV-ATLAS übertragen.

Prallströmung einer erwärmten Flüssigkeit auf eine kalte Behälterwand: Beulanalyse basierend auf Wärmeübergangskoeffizienten aus dem VDI-Wärmeatlas.

Zu den weiteren CADFEM ANSYS Extensions gehören Bolt Assessment inside ANSYS für die automatisierte Schraubenbewertung nach VDI 2230, Electric Drive Acoustics inside ANSYS zur Simulation von Elektromotorgeräuschen, FKM inside ANSYS für Festigkeitsnachweise nach FKM mit Materialdatenbank, MoldSim NL inside ANSYS zur direkten Verknüpfung von Spritzgießsimulation mit ANSYS Workbench sowie Model Reduction inside ANSYS für die Systembetrachtung von 3D-FEM-Modellen.

Weitere Informationen: www.cadfem.de/extensions