CAE detaillierte Info

Der Prozess der computerunterstützten Entwicklung ist bei Dinex in 2 Schritte unterteilt. Im ersten Schritt wird das Systemdesign mit Hilfe einer CAD Software erstellt und im zweiten Schritt eine Analyse der Leistungsfähigkeit durchgeführt. Zur Analyse werden Softwarewerkzeuge aus dem Bereich der Finite-Element-Methode (FEM), der Noise, Vibration, Harshness (NVH, Geräusch, Vibration, Rauheit) und des numerischen Strömungssimulationsprogramms (CFD, Comutational Fluid Dynamics) verwendet.

Computerunterstütztes Design CAD
Das Design wird unter Verwendung der 3D CAD Software SolidWorks erstellt. SolidWorks erlaubt dem Benutzer, 3D Modelle einzelner Komponenten und kompletter Systeme zu erstellen. Designvorgaben vom Kunden werden dabei in den folgenden Formaten bevorzugt:

Zeichnungen:
DXF
DWG
PDF
SolidWorks Datei

3D Modelle:
STEP
IGES
Pro E Dateien
SolidWorks Dateien

Die Ausgabeformate für die Datei mit dem CAD Modell für den Kunden bzw. für die weitere Nutzung in der Simulation sind unten aufgelistet. Eine komplette Liste der Ein- und Ausgabeformate kann auf der Homepage von SolidWorks gefunden werden: 

  • STL
  • STEP
  • IGES
  • Parasolid

Finite-Element-Methode
Finite-Element-Berechnungen mit Hilfe des Softwaretools Ansys in Kombination mit nCode werden zur Untersuchung der Strukturfestigkeit, der thermischen Eigenschaften, des Vibrationsverhaltens, des Ermüdungsverhaltens und des möglichen Standzeitverhaltens von Abgaskomponenten oder kompletten Systemen verwendet. Ansys ist ein Programmpaket, das 3D-Probleme mit Hilfe der Finite-Element-Methode löst, während nCode zur Aufbereitung der Daten aus Ansys verwendet wird, wobei Bruchfestigkeitsdaten (S-N-Kurven) als auch spezielle Kraft-Schwingungsspektren (Power Spectral Density, PSD) unterschiedlicher Anwendungen einbezogen werden. Auf diese Weise können Aussagen zum Ermüdungsverhalten und der Standzeit des Bauteils getroffen werden, wobei auch kundenspezifische S-N- und PSD Kurven als Input verwendet werden können.

Die Ergebnisse dieser Simulationen sind:

  • Spannungsverteilung
  • Eigenfrequenz
  • Schwingungsmoden

im Bauteil oder kompletten System.

  

Geräusch, Vibration & Rauheit – (NVH)

Die akustischen Eigenschaften der Abgassysteme werden unter Verwendung von Comsol Multiphysics berechnet und analysiert. Comsol ist ein 3D FEM Programm, dessen lineares 3D Akustik-Druck-Modul für komplexe Schalldämpferelemente verwendet wird.

Ergebnisse der Simulation sind:

  • Transfermatrix
  • Übertragungsverlust / Schalldämmung
  • Einfügungsdämpfung

Die NVH Software wird auf die Ergebnisse des Strömungsprüfstandes abgestimmt.

 

Schalldruckpegel Verteilung

 

Nummerische Strömungssimulation – CFD
Die Strömungsdynamik kompletter Abgassysteme wird unter Verwendung des Softwarepakets AVL Fire berechnet und untersucht. AVL Fire ist speziell zur Entwicklung von Abgasnachbehandlungssystemen von Verbrennungsmotoren entwickelt worden. Es ist ein reines 3D CFD Programm und liefert die nachfolgend aufgeführten Ergebnisse:

  • Kennzahl zur Gleichmäßigkeit der Strömung 
  • Strömungsverteilung
  • Abgasgegendruck
  • Kennzahl zur Gleichmäßigkeit der Ammoniakkonzentration (NH3) bei AdBlue-Systemen.

Die CFD Software wird auf die Ergebnisse der Motorenprüfstände abgestimmt.

 
Urea droplet distribution

 

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