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Cadfem Rolling Bearing inside Ansys: Erweiterung zur Auslegung von Wälzlagern

Cadfem vertreibt nicht nur die Simulationsprogramme von Ansys, bietet Support, Schulung und Engineering, sondern entwickelt auch Software selbst. Dabei handelt es sich vor allem um Erweiterungen für Ansys, die bestimmte Arbeitsabläufe automatisieren oder vereinfachen, beispielsweise die Berücksichtigung der FKM-Richtlinie oder die Simulation hydrodynamischer Radialgleitlager. Nun stellt Cadfem unter dem Namen „Rolling Bearing inside Ansys“ eine solche Erweiterung für die Auslegung von Baugruppen mit Wälzlagern vor.

Cadfem Rolling Bearing inside Ansys
Einfache und präzise Wälzlagermodellierung in einer Getriebebaugruppe (Bild: Cadfem, WittensteinSE).

Im Bereich der Automation und Antriebstechnik geht es unter anderem darum, schon in der Entwicklung und Konstruktion der Maschinen und Anlagen eine einsatzgerechte Auslegung von Baugruppen mit Wälzlagern abzusichern. Um dies zu erreichen, hat Cadfem jetzt die neue Software „Rolling Bearing inside Ansys“ vorgestellt. Damit lassen sich Aufwand und Kosten für entsprechende Baugruppenversuche erheblich reduzieren.

Mit der Cadfem-Extension „Rolling Bearing inside Ansys“ lässt sich das Verhalten von Wälzlagern einfach, zeitsparend und effizient innerhalb der Ansys-Software simulieren. Entwickelt wurde diese Software gemeinsam mit dem Unternehmen Meshparts, das sich auf die Automatisierung der FEM-Modellerstellung spezialisiert hat. Mit diesem Know-how und seiner 20-jährigen Erfahrung und Forschungstätigkeit im Bereich der Simulation von Wälzlagern ist Meshparts dafür der ideale Entwicklungspartner. Mit der Extension „Rolling Bearing inside Ansys“ kann das Verformungsverhalten und der Kraftfluss in der Gesamtbaugruppe realistisch abgebildet werden, so dass Simulationsergebnisse mit hoher Aussagekraft zur Verfügung stehen.

Rolling Bearing inside Ansys: Verformungsverhalten wird abgebildet

Zusätzlich zur Zeitersparnis und der Möglichkeit, mehr Varianten in kürzerer Zeit zu untersuchen, führt die Simulation zu einem verbesserten Produktverständnis. Unter anderem auch dadurch, dass Bereiche von Baugruppen untersucht werden können, in denen mit traditionellen Methoden keine Sensoren positionierbar sind.

Für die Berechnungen mit der Cadfem Extension ist es unerheblich, ob es sich um Rillenkugel-, Schrägkugel-, Zylinderrollen- oder Kegelrollenlager handelt. In die offene und herstellerunabhängige Lagerbibliothek kann nahezu jedes Wälzlager aufgenommen werden. Durch die implementierten Algorithmen ist es nicht mehr notwendig, die Lagersteifigkeit für jede Belastungssituation beim Hersteller zu erfragen oder diese mit einem zusätzlichen Berechnungsprogramm zu ermitteln. Die Simulationen werden mit sehr präzisen Berechnungsmodellen durchgeführt, die auf den jeweils in der Bibliothek hinterlegten Lagergeometrien basieren. Damit lässt sich die Lagersteifigkeit für jede Belastungssituation in der Baugruppe realitätsgetreu abbilden.

Wälzlager aus Bibliothek wählen

Der Anwender wählt einfach das gewünschte Wälzlager aus der Lagerbibliothek und gibt die Einbausituation in der Baugruppe vor. Dann werden im Hintergrund automatisch präzise Ersatzmodelle für jeden einzelnen Wälzkörper erzeugt. Damit ist sichergestellt, dass der Kraftfluss über das Lager – und somit im Gesamtmodell – korrekt abgebildet wird. Da der komplette Vorgang in wenigen Sekunden erledigt ist, lassen sich viele Varianten in sehr kurzer Zeit berechnen und bewerten, um das Produktverhalten an die vorgegebenen Anforderungen anzupassen.

Die einfache Handhabung der Software ermöglicht Ingenieuren die Anwendung, ohne Lagerexperte zu sein. Durch die genaue Abbildung des Kraftflusses lässt sich die Belastung jeder einzelnen Komponente des Modells analysieren – sei es die Belastung in den Lagern und den damit verbundenen Kontaktpressungen oder die Verformungen und Spannungen der gelagerten Welle. So können mit „Rolling Bearing inside Ansys“ die Fragen, die beim Einsatz von Wälzlagern auftreten – ohne eine Vielzahl von Prototypen sowie komplizierte Versuchsaufbauten und Messungen – einfach und schnell beantwortet werden.

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