CADFEM ANSYS Simulation Conference 2019

Datum: 16.–17. Okt 2019
Ort: Kassel

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An Integrated Multi-Physical Workflow for Optimized Electric Drive Design

Datum: Mittwoch, 16. Oktober 2019
Session: Elektromagnetik
Zeit: 16:15 - 17:15 Uhr
Referenten: M. Michon (Motor Design Ltd., Wrexham, UK), M. Stokmaier (Dynardo GmbH, Weimar), P. Siehr (CADFEM GmbH, Grafing)

  • Abstract

    Nowadays the design process of electric drives is a challenge with several layers of complexity. Not only electromagnetic aspects, but also heat exchange and structural limits have to be considered to thrive.

    These trade-offs can only be properly explored in a multi-physical approach. Motor-CAD, ANSYS Maxwell and ANSYS Mechanical provide different levels of analysis depth using 2D & 3D FEM, lumped network models, reduced order models and analytical approaches. Combined with optiSLang driving efficient response surface-based sensitivity studies, holistic and agile machine layout workflows can be developed. The case study of a BPM machine will demonstrate a workflow combining these tools and physics to achieve optimal designs and more in-depth knowledge


Staumauer unter Erdbebenbelastung: Analyse des Einflusses der Methodik und wichtiger eingehender Geometrie- und Material-Parameter

Datum: Mittwoch, 16. Oktober 2019
Session: Strukturmechanik - Statik & Dynamik
Zeit: 16:45 - 17:15 Uhr
Referenten: E. Panteki (Dynardo Austria GmbH, Wien, Austria)

  • Abstract

    Analysiert wurde eine Staumauer unter Erdbebenbelastung. Es handelt sich um die „Pine Flat Dam“ Staumauer, welche 1954 in Kalifornien errichtet wurde und in der Vergangenheit bereits oft untersucht wurde. Sie besteht aus 47 Beton-Monolithen, weswegen sie als zweidimensionales System (bestehend aus Damm, Gründung und Reservoir) modelliert wurde. Die Simulation erfolgte transient strukturmechanisch. Die Fluid-Struktur-Interaktion wurde mittels akustischer Elemente realisiert.

    Zwei Ansätze wurden verwendet und verglichen: der in der Ingenieurpraxis verbreitete Ansatz der masselosen Gründung und der Ansatz der Feder-Dämpfer Elemente, welche als nicht-reflektierende Randbedingung an den Rändern der Gründung aufgetragen wurden. Das Modell der masselosen Gründung ist zwar zügiger aufzubauen, der Feder-Dämpfer-Elemente-Ansatz liefert jedoch in der Regel genauere Ergebnisse. Für die nicht lineare Modellierung des Betons wurde das „damaged plasticity model“ nach Menetrey und Willam verwendet. Es zeigte sich, dass solange die Belastung gering bis moderat bleibt, der lineare Modellierung des Betons für eine erste Abschätzung geeignet ist. Für stärkere Belastungen sind die Effekte der Betonschädigung jedoch signifikant und der lineare Modellierungsansatz verschiebt sich stark auf die unsichere Seite.

    Gezeigt wurde dies anhand einer push-over Erdbebenanalyse bei welcher die Belastung über die Zeit gesehen bis zum Versagen verstärkt wird. Es lassen sich dabei wichtige Hinweise zu den möglichen Folgen eines Erdbeben-Ereignisses bei Staumauern schlussfolgern: Sie betreffen mögliche Schwachstellen, Rissausbreitung und Versagensmodi. Des Weiteren wurden wichtige Geometrie und Materialkennwerte variiert und deren Einfluss mittels einer Sensitivitätsanalyse bewertet.


Nichtlineare Finite Element Simulationen zur Untersuchung der Standsicherheit des Wipkinger Viadukts mit ANSYS

Datum: Donnerstag, 17. Oktober 2019
Session: Strukturmechanik - Statik & Dynamik
Zeit: 09:30 - 10:00 Uhr
Referent: R. Schlegel (Dynardo GmbH, Weimar)


Efficient Robust Design Optimization of Optical Systems

Datum: Donnerstag, 17. Oktober 2019
Session: CAE Allgemein
Zeit: 10:00 - 10:30 Uhr
Referent: S. Kunath (Dynardo GmbH, Weimar)

  • Abstract

    To accelerate the virtual product development of using optical simulation software, the Robust Design Optimization approach is very promising. Optical designs can be explored thoroughly by means of sensitivity analysis. This includes the identification of relevant input parameters and the modelling of inputs vs. outputs to understand their dependencies and interactions.

    Furthermore, the intelligent definition of objective functions for an efficient subsequent optimization is of high importance for multi-objective optimization tasks.To find the best trade-off between two or more merit functions, a Pareto optimization is the best choice. As a result, not only one design, but a front of best designs is obtained and the most appropriate design can be selected by the decision maker.

    Additionally, the best trade-off between output variation of the robustness (tolerance) analysis and optimization targets can be found to secure the manufacturability of the optical design by several advanced approaches. The benefit of this robust design optimization approach will be demonstrate.


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