Bauteile, die von elektrischem Strom durchflossen werden, sehen sich vieler Anforderungen ausgesetzt. In der Regel wirkt eine Kombination aus elektrischen und thermischen Bedingungen, welche letztendlich auch mechanische Relevanz erhalten. Elektrothermische Simulationen sind daher unerlässlich für eine Bewertung dieser Bauteile im Betrieb und ein effektives Management der Wärmeabfuhr.
Im Bereich der Elektrothermischen Simulation umfasst unser Leistungsspektrum folgende Bereiche.
Bei der Elektrischen Simulation wird eine detaillierte Analyse durchgeführt, um die Stromtragfähigkeit zu bewerten und den elektrischen Stromfluss zu optimieren. Um eine präzise Bewertung Sicherzustellen werden stationäre und instationäre Bedingungen berücksichtigt.
Um Temperaturfelder darzustellen und zu optimieren führen wir unter Einbeziehung der Kombination elektrischer und thermischer Randbedingungen Elektrothermische Simulationen durch. Je nach Anwendungsfall, werden hier stationäre und instationäre Bedingungen, wie z.B. konkrete Stromprofile (Fahrprofile) berücksichtigt.
Diese Bauteile können gleichzeitig natürlicher und erzwungener Konvektion ausgesetzt sein. Um diese Effekte aus Fluidströmung zu berücksichtigen werden Strömungssimulationen (CFD) angewendet.
Mechanische Simulationen folgen elektrothermischen und strömungsmechanischen Simulationen, um die thermomechanische Belastung zu bewerten.
Die Ermittlung der Betriebsfestigkeit besteht aus umfassenden mechanischen Simulationen, um die Lebensdauer des Systems im High Cycle Fatigue (HCF) oder Low Cycle Fatigue (LCF) Bereich zu bestimmen. Hierbei berücksichtigen wir unter anderem Vibrationslasten, PSD-Analysen und Thermoschocks.
Wir analysieren die Beanspruchungen, die während Montageprozessen, wie Schweißen oder Handhabung im Fertigungsprozess auftreten können, um die strukturelle Integrität des Systems zu gewährleisten.
Ermittlung von Thermischen Reaktionszeiten, um den Einsatz von Sensorik zu optimieren.
Durch die Variation geometrischer Parameter führen wir umfassende Parameterstudien durch, um das Systemdesign zu optimieren und die maximale Leistungsfähigkeit zu erreichen.
Für die Elektrothermische Simulation kommen folgende Programme in den Einsatz:
- ANSYS Workbench
- ANSYS mechanical APDL
- ANSYS Fluent
- Siemens Simcenter FLOEFD
Unsere Elektrothermische Simulation bietet somit eine ganzheitliche Bewertung und Optimierung des Systems unter Berücksichtigung elektrischer, thermischer und mechanischer Aspekte, um die Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu maximieren.
