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Die Modellierung auf Systemebene von Elements kann in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, von der Robotik bis zur Luft- und Raumfahrt, von der Automobilindustrie bis zur Energieerzeugung.
Foto: Hexagon
Die Modellierung auf Systemebene von Elements kann in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, von der Robotik bis zur Luft- und Raumfahrt, von der Automobilindustrie bis zur Energieerzeugung.

Simulation

Modellierung komplexer Systeme

Die Software „Elements“ von Hexagon unterstützt Ingenieure bei der Entwicklung komplexer Produkte mit Modellierung auf Systemebene.

Die Modellierung von Systemen ist für die frühen Konstruktionsschritte unerlässlich. Dabei genügt oft genügt ein CAD-Modell, eine Gleichung oder eine Lookup-/Wertetabelle. Ein 3D-Polygonnetz ist nicht erforderlich. Elements von Hexagon Manufacturing Intelligence beschleunigt die technische Entwicklung noch weiter. Denn die Software optimiert Gleichungen und Code für eine schnelle Berechnung – angeblich ohne Kompromisse bei der Genauigkeit. So könnten Modelle auf Systemebene schnell und effizient errechnet werden.

Das Programm ist laut Hexagon leicht erlernbar. Durch die Drag-&-Drop-Umgebung können Anwender nach Bedarf physikalische Typen sowie Logiken modellieren und Systeme analysieren, indem sie intuitiv Blöcke verbinden – ganz gleich, ob sie elektrische, hydraulische oder mechanische Komponenten darstellen. Die Software basiert auf der Modellierungssprache Modelica, einem offenen und etablierten Standard für das Erstellen flexibler, individuell anpassbarer Modelle.

Im Verlauf des Designprozesses und der Detaillierung der Komponenten und Teilsysteme in einer speziellen Simulationssoftware lassen sich die Komponenten in ein größeres System einbinden, da sie dem FMI-Standard und der proprietären Smart-FMU-Technik von Hexagon vollständig entsprechen. Smart-FMU aktiviert die Functional Mock-up Unit (FMU) für Hexagon-Produkte. Mit ihr können Änderungen direkt im Systemebenen-Modell von Elements vorgenommen werden, ohne spezialisierte Computer-Aided-Engineering-(CAE-)Software oder erfahrene Anwender hinzuziehen zu müssen. Das vermeidet Ressourcenengpässe, zeitaufwändige Wechsel zwischen Anwendungen sowie Versionierungsprobleme.

Hexagon bereitet seine CAE-Programme für den Einsatz mit Elements vor. Beim Launch bietet die Software standardmäßig Smart-FMU-Konnektivität mit Adams Multibody Dynamics und Easy5. Für die Zukunft sind unter anderem Workflows mit den Produkten Cradle CFD für thermische Strömungsdynamik und Actran für akustische Simulationen geplant. Sowohl die standardmäßige FMI-Unterstützung als auch die neuartigen Smart-FMU-Plug-&-Play-Funktionen bieten einen unmittelbaren Mehrwert und tragen den Herausforderungen zunehmender Systemkomplexität Rechnung.

Elements für die Elektrifizierung des Transportwesens

  • Fahrzeugtechnikern hilft Elements bei der Reichweitenoptimierung. Denn es berücksichtigt den Energieverbrauch eines Fahrzeugs unter verschiedenen Fahrbedingungen, auch im Hinblick auf eDrive-Design, regeneratives Bremsen, Klimatisierung, ADAS-Sicherheitsanforderungen und die Batterieauswahl.
  • Die Flexibilität und Genauigkeit von Industrierobotern verbessern sich durch die Entwicklung von Steuersystemen, die detaillierte mechanische Systemschwingungen und Wechselwirkungen aus Mehrkörperdynamik-Simulationen berücksichtigen.
  • Beim Designen von eVTOL-Flugzeugen unterstütz Elements schwerer Batteriesysteme zu dimensionieren. Denn es trägt dazu bei die Leistungsaufnahme bei Start und Landung, Sicherheitsspannen und die Steuerung des Thermomanagementsystems besser zu verstehen.
  • durch den Einsatz von Elements für die Entwicklung von Steuersystemen lassen sich sicherere, nachhaltigere Batteriesysteme mit langer Lebensdauer implementieren. Sie sollen die höhere Leistung von Lithium-Ionen-Batterien bei hohen Temperaturen und deren Auswirkungen auf die Zelldegradation ausgleichen.

Für ein Engineering auf Systemebene muss Software sowohl die Teilbereiche der Physik als auch mechatronische Anforderungen sinnvoll zusammenbringen und entstehende Probleme lösen. Das erfordert die Integration aller relevanten technischen Disziplinen, Steuer- und Drittanbieter-Systeme, um sowohl Interaktionen zwischen den einzelnen Bereichen als auch Auswirkungen von Designentscheidung in einer Disziplin auf andere Disziplinen zu verstehen.

Elements wurde in enger Zusammenarbeit mit Maplesoft entwickelt und basiert auf der Mathematik-Engine des Unternehmens. Die Software optimiert Systemgleichungen und liefert Kunden von Hexagon schnelle und effiziente Simulationen.

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Elements kombiniert benutzerfreundliche Drag-&-Drop-Modellierung mit umfassender Multiphysik-Simulation - zum Beispiel Mechanik, Hydraulik, Steuerung.
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Elements kombiniert benutzerfreundliche Drag-&-Drop-Modellierung mit umfassender Multiphysik-Simulation - zum Beispiel Mechanik, Hydraulik, Steuerung.