Simulationen mit Inventor - FEM und dynamische Simulation. Grundlagen und Beispiele ab Version 2011

1 Einführung (S. 12-13)

Jeder Konstrukteur kennt die nebenstehende Grafik und den dazugehörenden Zusammenhang, dass Änderungskosten im Entwicklungsprozess eines Produktes immer höher zu Buche schlagen, je weiter die Produktentwicklung, von der Planung bis zum Vertrieb, fortgeschritten ist. Der triviale Umkehrschluss lautet also, dass die Produktoptimierung so früh wie möglich stattfinden muss.

Seit einigen Jahren heißt das Stichwort dafür Digital Prototyping, und damit sollen die Entwicklungszeiten verkürzt, die Kosten gesenkt und die Qualität der Produkte verbessert werden. Die Grundlage dafür stellt dabei ein virtuelles 3D-CAD-Modell dar, an dem mit rechnerischen Methoden, wie kinematische und dynamische Simulation, Finite-Elemente-Methode, Visualisierung, Funktions- und Montagesimulation, sowohl die Werkstoff- und Festigkeitseigenschaften als auch die fertigungs- und die montageseitigen Bedingungen optimiert werden können.

1.1 Autodesk Inventor

Simulation Autodesk Inventor wird in fünf Ausstattungsvarianten ausgeliefert, die sich in den Grundlagen der 3D-Konstruktion nicht unterscheiden. Die Professional Version (AIP) beinhaltet alle Module, während die speziellen Pakete auf die jeweiligen Anwendungen zugeschnitten sind. Die Programmversion Autodesk Inventor Simulation ist eine dieser fünf Varianten und umfasst neben allen Funktionen der 3D-Konstruktion die verschiedenen Module für die Aufgaben der Simulations- und Festigkeitsanalysen. Das Funktionspaket umfasst:

- die Belastungsanalyse für die Bauteil-, Baugruppen-, Gestell(Rahmen)- und Blechumgebungen
- die Analyse von Spannungen, Belastungen und Deformationen für statische und dynamische Lasten
- die Modalanalyse für die Ermittlung von Eigenfrequenzen und dem Schwingungsverhalten mechanischer Konstruktionen

- die Konvertierung aller Baugruppen-3D-Abhängigkeiten (Constrains) in Standardgelenke
- eine große Bibliothek mit Bewegungsgelenken
- die Möglichkeit, externe Kräfte und Momente zu definieren