Industrieanlagen-Zuverlässigkeit durch fortschrittliche Festigkeits- und Dauerfestigkeitssimulation sichern

Die Konstruktion und Fertigung von Industrieanlagen stellt Maschinenbauingenieure vor große Herausforderungen: Die Anlagen sind extrem groß und schwer, müssen häufig unter hohen Lasten und über lange Betriebszyklen laufen. Ein Ausfall ist nicht nur teuer, sondern kann auch für Bediener gefährlich werden. Daher ist es entscheidend, dass Ingenieure die zuverlässige Leistung von Industrieanlagen vor der Fertigung virtuell absichern.

Virtuelle Validierung vor der Fertigung

Simulation ermöglicht das Modellieren und Testen von Industrieanlagen in virtueller Umgebung, bevor sie physisch gebaut und in der realen Welt eingesetzt werden. SIMULIAs Simulationswerkzeuge befähigen Hersteller und Ingenieure, Sicherheit und Wirksamkeit dieser Maschinen in der Pre-Production-Phase zu gewährleisten – was Entwicklungszeit und -kosten reduziert.

Messbare Erfolge bei Kunden

Anwender von Dassault-Systèmes-Werkzeugen berichten von 10 % bis 40 % Geschwindigkeitszuwachs beim Einrichten von Simulationsmodellen. Auch das Aktualisieren der Simulation nach Designänderungen gelingt bis zu 10-mal schneller.

Typische Simulationsszenarien

Schweißnaht-Ermüdung

Ein häufiges Problem ist Schweißnaht-Ermüdung, oft verursacht durch Vibrationen – sie tritt in vielen Anlagentypen auf. SIMULIA-Software analysiert die Ermüdungslebensdauer von Schweißverbindungen mithilfe von Vibrationslasten aus Simulation oder Testdaten.

Induktionshärtung

Ein weiterer Workflow: Induktionshärtung erhöht die Härte von Werkstoffen gezielt und kontrolliert. Die Simulation erfordert das Modellieren von drei stark gekoppelten Physikbereichen:

• Elektromagnetisch: induzierte Ströme und Joule-Verluste
• Thermisch: Erwärmung des Metalls durch elektrische Leistungsverluste
• Strukturell: Werkstoffumwandlung und Eigenspannungen

Kugelstrahlen (Shot Peening)

Kugelstrahlen wird oft zur Formgebung und Festigung von Bauteilen wie Kurbelwellen und Turbinenschaufeln eingesetzt. Simulation bewertet die Prozessperformance und verifiziert, ob Ermüdungslebensdauer-Ziele erreicht werden.

Branchen, die profitieren

Diese und weitere SIMULIA-Workflows kommen folgenden Sektoren zugute: Industriemaschinen, schwere mobile Geräte, Turbomaschinen und Antriebsstränge. Diese Industrien wandeln sich durch neue Smart-Manufacturing-Methoden, die anspruchsvollere Maschinen erfordern. Auch fordern Bediener zunehmend individuell angepasste Ausrüstung – eine weitere Herausforderung für Hersteller.

Schneller, smarter, kosteneffizienter

Industrieanlagenhersteller müssen zügig und intelligent arbeiten, um Kosten niedrig zu halten und qualitativ hochwertige, zuverlässige Ausrüstung termingerecht zu liefern – trotz wachsender Produktvarianten, Ausrüstungskombinationen und Designkonzepte. Simulation reduziert die Zahl physischer Prototypen, ermöglicht schnelle Analyse von Strukturintegrität und Ermüdung über den gesamten Lebenszyklus und modelliert Performance in anspruchsvollen Realumgebungen wie Baustellen oder Bergwerken.