FEM Berechnung: Detailgenauigkeit trifft Zuverlässigkeit
Wir eröffnen Ihnen die Welt der präzisen FEM Berechnung. Unsere Finite-Elemente-Methode (FEM) bietet die Lösung für Ihre komplexesten Herausforderungen. Die Antwort auf hohe Prototypenkosten und Innovationsdruck: FEM Berechnungen von ITB. Nutzen Sie unsere Erfahrung, um Ihre Produkte schneller, sicherer und kosteneffizienter auf den Markt zu bringen.
Warum FEM Berechnungen?
Jedes neue Produkt birgt Risiken, sowohl finanziell als auch in Bezug auf die Markteinführungszeit. Diese Risiken werden durch hohe Prototypenkosten und den Druck, innovativ zu sein, nur verstärkt. Jede Fehlentscheidung kann teuer werden.
Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ändert die Herangehensweise an solche technischen Probleme. Wir ermöglichen es Ihnen, tief in die Materie einzutauchen und realistische Simulationen zu erstellen. Ihre Ergebnisse werden genauer und Ihre Produktentwicklungen kommen schneller voran.
Detaillierte Analyse komplexer Geometrien
FEM ermöglicht es, sehr komplexe Strukturen und Systeme zu modellieren und zu analysieren, die mit traditionellen analytischen Methoden schwer zu berechnen sind.
Vielseitigkeit
Sie kann für eine Vielzahl von physikalischen und ingenieurtechnischen Problemen eingesetzt werden, darunter Strukturmechanik, Wärmeübertragung, Fluidmechanik, Elektromagnetismus und mehr.
Präzision und Anpassungsfähigkeit
FEM Berechnungen können sehr genau sein, besonders wenn das Netz fein genug ist. Benutzer können das Netz in Bereichen höherer Spannung oder Wärmeentwicklung verfeinern, um genauere Ergebnisse zu erzielen.
Verringerung von Entwicklungszeit und -kosten
Durch die Nutzung der FEM können physische Prototypen und experimentelle Tests reduziert werden, was zu erheblichen Einsparungen bei Zeit und Kosten führt.
Risikominderung
Sie hilft dabei, potenzielle Probleme in der Designphase zu erkennen und zu beheben, bevor sie zu kostspieligen Fehlern in der Produktion oder im Betrieb führen.
Optimierung von Design und Performance
FEM ermöglicht die Untersuchung verschiedener Designvarianten und die Optimierung von Produkten für bessere Leistung und höhere Effizienz.
Unterstützung bei der Einhaltung von Normen und Vorschriften
Durch genaue Simulationen können Ingenieure sicherstellen, dass ihre Designs den geltenden Industrienormen und Sicherheitsvorschriften entsprechen.
Besseres Verständnis von Produkten und Prozessen
FEM liefert detaillierte Einblicke in das Verhalten von Produkten unter realen Bedingungen, was zu einem tieferen Verständnis und verbesserten Lösungen führt.
Integration in den Produktentwicklungszyklus
FEM kann in verschiedenen Phasen der Produktentwicklung eingesetzt werden, von der Konzeptphase bis hin zur Endkontrolle.
Dr.-Ing. Frank Brehmer - Geschäftsführung
Unsere Expertise
ITB Ingenieurgesellschaft: Experten in der Finite-Elemente-Methode
Seit mehr als 35 Jahren haben wir uns als Experten im Bereich FEM Berechnungen etabliert. Mit Erfahrung in technischen Berechnungen und einer Vielzahl an erfolgreich abgeschlossenen Projekten stehen wir für:
- Präzise Einblicke in Produktverhalten vor der Produktion.
- Schnellere Innovationen dank beschleunigter Entwicklungsprozesse.
- Kosteneinsparungen durch Minimierung von Prototypen.
Entdecken Sie Ihr Potenzial
Begreifen Sie das Problem, erkennen Sie die Lösung. Wir sind hier, um Ihre Ideen zu formen und Ihre Projekte zu beschleunigen. Ihr Erfolg beginnt mit FEM.
Echte Erfolge mit Finite-Elemente Berechnung - Die Anwendungen
In der Branche des Apparate- und Anlagenbaus wird die FEM zur Analyse und Optimierung von Anlagenkomponenten bezüglich Festigkeit, Wärmeübertragung und Strömungsverhalten eingesetzt. Dies gewährleistet Sicherheit und Effizienz gemäß DIN EN 14460.
AUTOMATISIERUNG
FEM wird im Automatisierungsbereich genutzt, um Roboterbewegungen, Sensorenplatzierung und Maschinenkomponenten für optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu modellieren.
AUTOMOTIVE
FEM-Analysen unterstützen in der Automobilindustrie bei der Entwicklung und Optimierung von Fahrzeugkomponenten für Festigkeit, Crashverhalten und Vibrationen.
Die FEM wird im Baumaschinensektor eingesetzt, um Strukturfestigkeit, Materialbelastungen und Ermüdungsverhalten von Maschinen wie Baggern, Planierraupen und Kränen zu analysieren.
Im Verteidigungssektor wird die Finite-Elemente-Methode verwendet, um Waffen-, Fahrzeug- und Schutzsysteme auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen verschiedene Bedrohungen und Umgebungsbedingungen zu überprüfen.
Für Druckbehälter bietet FEM detaillierte Analysen von Spannungen und Dehnungen, um sicherzustellen, dass sie den erforderlichen Sicherheitsstandards und Druckanforderungen entsprechen.
KERNTECHNIK
In der Kerntechnik unterstützt die FEM bei der Untersuchung von Strahlungseffekten, thermischen Analysen und Strukturintegrität von Kernanlage
LANDMASCHINEN
FEM wird eingesetzt, um die Leistung und Langlebigkeit von Landmaschinen wie Traktoren und Erntemaschinen unter verschiedenen Bedingungen zu analysieren.
LOGISTIK
Im Logistiksektor ermöglicht die FEM die Optimierung von Lagerstrukturen, Transportmitteln und Ladevorgängen für maximale Effizienz und Sicherheit.
LUFTFAHRT
Im Luftfahrtsektor werden mittels FEM Strukturfestigkeiten, thermische Belastungen und Aerodynamik von Flugzeugkomponenten analysiert und optimiert.
MASCHINENBAU
Die FEM unterstützt im Maschinenbau bei der Entwicklung und Überprüfung von Maschinenkomponenten hinsichtlich Festigkeit, Dynamik und Temperaturverhalten.
NUKLEARBEHÄLTER
Für Nuklearbehälter wird die FEM verwendet, um Strukturfestigkeit, thermische Belastungen und das Verhalten unter Strahlung zu analysieren.
NUTZFAHRZEUGE
Im Bereich Nutzfahrzeuge hilft FEM bei der Entwicklung von LKW- und Buskomponenten, um Sicherheit, Festigkeit und Effizienz zu gewährleisten.
SCHIENENFAHRZEUGBAU
Für den Schienenfahrzeugbau wird FEM zur Analyse und Optimierung von Zug- und Wagenstrukturen in Bezug auf Festigkeit, Schwingungsverhalten und Crashsicherheit eingesetzt.
SCHIFFSBAU
Im Schiffsbau unterstützt die FEM bei der Untersuchung von Schiffskörpern hinsichtlich Wellenbelastungen, Strukturintegrität und Materialermüdung.
GASTURBINEN
Im Bereich der Gasturbinen wird FEM für thermische und strukturelle Analysen eingesetzt, um das Verhalten von Turbinenkomponenten unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu optimieren.
KONSUMGÜTER
Im Sektor der Konsumgüter hilft die FEM, Produkte von Alltagsgegenständen bis zu elektronischen Geräten auf Festigkeit, Funktionalität und Langlebigkeit zu testen.
Für Lastaufnahmemittel wird FEM eingesetzt, um sicherzustellen, dass Hebe- und Befestigungssysteme sicher und effizient Lasten in verschiedenen Anwendungen tragen können.
Im Vorrichtungsbau unterstützt FEM Ingenieure bei der Gestaltung und Überprüfung von Werkzeugen und Vorrichtungen, um sicherzustellen, dass sie präzise, effizient und zuverlässig funktionieren.
Die FEM erlaubt detaillierte Analysen von Temperaturverläufen, Phasenänderungen und Spannungsentwicklungen während der Wärmebehandlungsprozesse, wodurch Optimierungen und Qualitätsverbesserungen ermöglicht werden.
Finite-Elemente-Simulation in Aktion
ITB bietet Ihnen vielseitige Dienstleistungen
Unsere FEM-Analysen bieten Ihnen Detailgenauigkeit und Vielseitigkeit, während wir gleichzeitig die Kosten und den Zeitaufwand für Prototypentests reduzieren. Unsere Expertise macht den Unterschied.
Die statische Berechnung befasst sich mit der Strukturmechanik unter ruhenden oder quasi-statischen Belastungen mittels FEM oder analytischer Lösungen.
- Berechnung der Tragfähigkeit und Betriebsfestigkeit von Bauteilen.
- Grenztraglastanalyse zur Bestimmung der maximalen Last.
- Stabilitätsanalyse zur Untersuchung von Knick- und Beulverhalten.
- Bauteiloptimierung für effiziente Performance und Langlebigkeit.
- Integration von Lastdaten aus anderen Berechnungsdisziplinen.
Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Bauteilen, um Resonanzeffekte zu vermeiden und die Tragfähigkeit bei unterschiedlichen Belastungen zu bewerten.
- Modalanalyse zur Bestimmung von Eigenfrequenzen.
- Harmonische Analyse für rotierende Lasten.
- PSD-Analyse für zufallsangeregte Belastungen wie Rütteltisch.
- Antwortspektrumanalyse für Erdbebenberechnungen.
- Transiente Analyse für verschiedene dynamische Lastsituationen.
Berechnung von hochdynamischen Vorgängen, wie Fahrzeugcrashes oder Fallvorgängen, typisch mit großen Verformungen und dehnratenabhängigem Materialverhalten.
- Berechnung von Fahrzeugcrashsimulationen und Aufprallszenarien.
- Simulation großer Verformungen und Interaktionen zwischen Bauteilen.
- Umformsimulation für verschiedene Materialien.
Analyse von Temperaturverteilungen und Wärmeübertragung in Bauteilen unter Berücksichtigung von Werkstoffdaten und verschiedenen physikalischen Effekten.
- Temperaturberechnung zur Ermittlung der Bauteilbeanspruchung
- Berechnung der Temperaturverteilung in Elektronikkomponenten
- Simulation der Wärmebehandlung von Bauteilen
- Simulation der Temperaturverteilung infolge des Fertigungsprozesses
- Berücksichtigung von Wärmeübergangskoeffizienten und Wärmestrahlungseffekten
Analyse potenzieller Brüche und Rissausbreitungen, um bruchmechanische Kennzahlen zu bestimmen, insbesondere bei komplexen Geometrien oder Bedingungen.
- Bestimmung bruchmechanischer Kennzahlen mittels analytischer Zusammenhänge.
- Berücksichtigung von Rissfortschritten in beliebigen Ausbreitungsrichtungen.
- Bereitstellung von bruchmechanischen Nachweisen für diverse Anwendungen.
Vertiefte Untersuchung von Bauteilen basierend auf FEM-Strukturberechnungen und CFD-Strömungssimulationen durch Sensitivitäts- und Robustheitsanalysen.
- Identifikation sensitiver Einflussgrößen zur Optimierung von Bauteilen.
- Auswahl des idealen Bauteilkonzepts unter variablen Randbedingungen.
- Definition räumlicher und physikalischer Grenzen für Bauteile.
- Ermittlung der optimalen Bauform oder des optimalen Betriebspunkts.
Optimierung von Bauteilen zur Gewährleistung höherer Qualität, niedrigerer Kosten und Wettbewerbsvorteilen durch spezifische, systematische Methoden.
- Topologieoptimierung für optimale Bauteilform
- Parametrische Optimierung spezifischer Bauteile oder Baugruppen
- Optimierung des Betriebsverhaltens von Bauteilen
- Berücksichtigung von Nebenbedingungen wie Entformbarkeit
- Direkter Nachweis aus Ergebnissen der Parameteroptimierung
Analyse der Wechselwirkung zwischen Strömungen und Festkörperstrukturen.
- Ermittlung der aero- oder hydrodynamischen Bauteillasten und Berechnung des Verformungs- und Spannungszustandes
- Berücksichtigung der Wärmedehnung von Bauteil durch Wärmeübergang von Strömungen
- Gekoppelte Strömungssimulation mit Berücksichtigung der ermittelten Verformung.
Nutzen Sie die Expertise von ITB für Ihre Finite-Elemente-Analyse
Schließen Sie sich den führenden Unternehmen an, die bereits von der Expertise der ITB Ingenieurgesellschaft profitieren. Durch unsere spezialisierte FEM Berechnung und den ANSYS-Anwendung können wir Ihre Herausforderungen in greifbare Lösungen umwandeln. Warten Sie nicht länger. Lassen Sie uns gemeinsam Höchstleistungen erreichen.
FEM: Häufig gestellte Fragen zu Finite-Elemente-Methode (FEM)
Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist eine numerische Technik zur Lösung von komplexen physikalischen Problemen.
Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist eine numerische Technik zur Lösung von Differentialgleichungen, die in vielen Bereichen der Ingenieurwissenschaften und Physik eingesetzt wird. Die FEM zerlegt ein komplexes Problem in kleinere, einfach zu handhabende Teile, die als „Elemente“ bezeichnet werden. Diese Elemente werden mathematisch modelliert, um die Lösung des Gesamtproblems zu approximieren.
Hier ist eine grundlegende Erklärung, wie die Finite-Elemente-Methode funktioniert:
Diskretisierung der Domäne: Zunächst wird das physikalische Problem oder die Domäne in kleinere, nicht überlappende Elemente unterteilt. Diese Elemente können verschiedene Formen haben, wie beispielsweise Dreiecke oder Vierecke in 2D oder Tetraeder oder Hexaeder in 3D. Die Grenzen dieser Elemente werden als „Knoten“ bezeichnet.
Aufstellen der Gleichungen: Für jedes Element werden Gleichungen basierend auf den physikalischen Gesetzen (z. B. Navier-Stokes-Gleichungen in der Strömungsmechanik oder die Wärmeleitungsgleichung in der Wärmeübertragung) aufgestellt. Diese Gleichungen beschreiben das Verhalten des Elements in Bezug auf die gewünschte Größe, wie z. B. Verschiebungen, Temperatur oder Druck.
Zusammenbau der globalen Gleichungssysteme: Die Gleichungen für alle Elemente werden zu einem globalen Gleichungssystem zusammengefügt, das die gesamte Domäne abdeckt. Dies geschieht durch Berücksichtigung der Randbedingungen und der Interaktionen zwischen den Elementen.
Lösen des Gleichungssystems: Das resultierende Gleichungssystem ist normalerweise ein System von algebraischen Gleichungen. Dieses System wird gelöst, um die unbekannten Größen (z. B. Verschiebungen oder Temperaturverteilungen) zu berechnen. Es gibt verschiedene numerische Lösungsmethoden, darunter iterative Verfahren wie den Konjugierten Gradienten oder direkte Lösungsalgorithmen wie die Gaußsche Elimination.
Postprocessing: Nachdem das Gleichungssystem gelöst wurde, können die erwarteten Ergebnisse in Bezug auf die gesuchten Größen extrahiert werden. Dies kann die Berechnung von Spannungen, Verformungen, Temperaturverteilungen oder anderen physikalischen Größen umfassen.
Die Finite-Elemente-Methode ist äußerst vielseitig und kann in einer Vielzahl von Anwendungen angewendet werden, darunter Strukturmechanik, Wärmeübertragung, Strömungsmechanik, Elektromagnetik und viele andere. Sie ermöglicht es, komplexe geometrische Formen und Randbedingungen zu berücksichtigen und ist daher ein leistungsstarkes Werkzeug zur Analyse und Lösung von physikalischen Problemen in Ingenieur- und Wissenschaftsdisziplinen.
ANSYS ist eine führende Software für FEM-Analysen, die uns erlaubt, komplexe Simulationsprozesse effizient und präzise durchzuführen.
Durch unsere langjährige Erfahrung in der FEM-Analyse-Simulation für die statische & dynamische Berechnung, sowie einem tiefen Verständnis für das Projektgeschäft bieten wir marktgerechte Preise und verstehen individuelle Kundenbedürfnisse.
Durch eine kontinuierliche Zusammenarbeit garantieren wir nur Zuverlässigkeit und einen festen Ansprechpartner in unserem Unternehmen. Dabei legen wir großen Wert auf schnelle, faire und offene Kommunikation auf Augenhöhe.
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