Simulation und Auslegung

Leistungsangebot#

Ganzheitliche Simulation und Auslegung von prozess-, werkstoff- und beanspruchungsgerechten Konstruktionslösungen

Die ganzheitliche Simulation und Auslegung, ausgehend vom Fügeprozess bis hin zum belasteten Strukturbauteil stellt unsere Kernkompetenz dar. Durch die enge Zusammenarbeit mit der Verfahrensentwicklung (bspw. Laser-, Rührreib-, Magnetpulsschweißen) und unserem werkstofftechnischen Kompetenzfeld gelingt es uns, realitätsnahe Simulationsmodelle zu erzeugen und zu analysieren.

Der Nutzen unserer Simulationen ist sehr vielschichtig

  • Innovation: Beanspruchungs- und verfahrensgerechte Gestaltung
  • Kosten- und Zeitersparnis: Kurze Produktentwicklungszeiten
  • Sicherheit: Absicherung und Steigerung der Bauteilzuverlässigkeit
  • Leichtbau: Ausschöpfung des Leichtpotenzials

Schweißen#

Schweißsimulation

  • Laserschweißen (Laser beam Welding – LBW)
  • Rührreibschweißen (Friction Stir Welding – FSW)
  • Magnetpulsschweißen (Magnetic Pulse Welding – MPW)
  • Lichtbogenschweißverfahren

Umformen#

Kriechumformsimulation

  • Blechumformen (Tiefziehen, Streckziehen)
  • Kalt- und Warmumformen (z.B. Kriechumformen geschweißter Al-Bleche)

Weitere Fügeverfahren#

Auslegung von Klebeverbindungen
© Fraunhofer IWS Dresden
Auslegung von Klebeverbindungen
  • Pressverbindungen
  • Klebeverbindungen (Auslegung)
  • Fügen durch Umformen

Statik#

Mechanische und thermisch-mechanisch gekoppelte Simulationen

Statische Simulation
© Fraunhofer IWS Dresden
Statische Simulation
  • Geschweißte Großkomponenten
  • Stahlleichtbau, Karosserieleichtbau, Motorenbau
  • Scaffold-Strukturen (µm-Skala)
  • Entwicklung von Materialmodellen

Betriebsfestigkeit#

Nenn-, Struktur-, Kerbspannungsbewertungen

Numerische Betriebsfestigkeitsauslegung
© Fraunhofer IWS Dresden
Numerische Betriebsfestigkeitsauslegung
  • Geschweißte Antriebskomponenten / Getriebeteile (PKW, LKW)
  • Stahlleichtbau, Karosserieleichtbau, Motorenbau
  • Scaffold-Strukturen

Scaffoldstrukturen#

Medizinische und industrielle Anwendungen

Druckbelastete TPMS Scaffoldstruktur
© Fraunhofer IWS Dresden
Druckbelastete TPMS Scaffoldstruktur
  • Auslegung von Scaffoldstrukturen für individualisierte Implantatanwendungen
  • Optimale TPMS-Designs für Strukturanwendungen (TPMS: Triple Periodic Minimal Surfaces / deutsch: Dreifach periodische Minimalflächen)
  • Spannungsanalyse und Ermüdungsfestigkeitsbewertung
  •  Entwicklung von Materialmodellen

Crash#

Crashsimulation und Crashauslegung

Crashsimulation
© Fraunhofer IWS Dresden
Crashsimulation
  • Crashboxen
  • Laserverfestigte Leichtbau-Karosseriestrukturen
  • Geschweißte Karosseriestrukturen

Simulations-Software

  • Autodesk Inventor
  • PAM-CRASH implizit (statische und dynamische Strukturanalyse, Temperaturfeldanalyse)
  • PAM-CRASH explizit (Crashsimulation)
  • SYSWELD (Schweißsimulation)
  • COMSOL Multiphysics
  • Matlab
 

Highlight

Entwickeln und Auslegen von lasergeschweißten Getriebekomponenten für die Luftfahrt

Ganzheitliche, digitale Entwicklungs- und Fertigungsstrategie, basierend auf einer durchgängigen digitalen Kette aus Bauteil- und Prozesssimulationen, adaptiven laserbasierten Fertigungstechnologien und mehrachsiger Ermüdungsfestigkeitsbewertung.