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Modell­validierung

Computerunterstützte Anpassung der Ergebnisse aus Berechnung und Versuch

Validierung und Verifikation des digitalen Zwillings - Modellvalidierung von ICS

Die computerunterstützte Modellanpassung (englisch computational model updating) ist eine spezielle ICS-Dienstleistung zur digitalen Validierung der Simulationen von FE-Modellen für technische Systeme. Durch simultane Anpassung mehrerer ausgewählter Modellparameter kann hiermit eine Minimierung der Abweichungen zwischen dem Versuch an einem realen Objekt/System und der Analyse erreicht werden. 

 

Sie wünschen eine professionelle digitale Validierung und Verifikation Ihres Modells beziehungsweise Ihrer Simulation? Nehmen Sie Kontakt zu uns auf. Ihre Spezialisten von ICS unterstützen Sie gerne dabei und liefern Ihnen in einer persönlichen Beratung weitere Informationen!

 

Zum Kontakt

Typische Anwendungsbereiche

  • Validierung von FE-Modellen für nachfolgende Analysen, z. B. der Ermittlung von Flanschlasten mittels eines validierten Modells als Eingabe für feinere (Statik-) Modelle
  • Untersuchung von Modellierungsstrategien, z. B. die Validierung von Gehäusen und nachfolgende Modellierung von Anbauteilen/Schnittstellen
  • Lokalisierung kritischer Modellbereiche für die Remodellierung
  • Identifikation unbekannter Parameter, zum Beispiel Steifigkeit und Dämpfung von Lagern/Dichtungen
  • Anpassung reduzierter FE-Modelle mittels feiner FE-Modelle (Diskretisierung) zur Reduktion der Rechenzeiten

Unser Vorgehen bei der Modellvalidierung

Typischerweise wird die Validierung von Simulationen beziehungsweise den zugrundeliegenden Modellen bei ICS in zwei Schritten durchgeführt. Das im Folgenden skizzierte Vorgehen demonstriert dabei unsere Strategie für die Validierung von Ergebnissen aus der digitalen Simulation auf Basis von realen Versuchsdaten.


 

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Anpassung physikalischer Parameter

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Der erste Schritt der Validierung dient dazu, Abweichungen zwischen den im Versuch identifizierten und denen durch die Simulation ermittelten Eigenfrequenz- und Eigenformabweichungen, um Trägheit und Steifigkeit auf ein Minimum zu reduzieren. Im Falle von komplexen Systemen ist dabei im Allgemeinen eine Zerlegung in einzelne Komponenten/Zusammenbauten beziehungsweise Teilvalidierungsschritte erforderlich, die daraufhin separat untersucht und angepasst werden (Bottom-Up-Strategie – vom Einfachen zum Komplexen).

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Anpassung von Dämpfungsparametern

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Nach erfolgreicher Validierung der physikalischen Parameter (Trägheit und Steifigkeit) können im zweiten Schritt Dämpfungsparameter angepasst werden. Das kann beispielsweise durch Minimierung der Abweichungen in den Resonanzbereichen von Frequenzgängen aus Messung und Simulation erfolgen. Unser Bestreben ist es dabei, eine möglichst hohe Genauigkeit – qualitativ als auch quantitativ – der FEM-Simulation zu erzielen und am Ende ein validiertes Modell im relevanten Frequenzbereich zur Verfügung zu haben.

Kontaktieren Sie uns gerne persönlich

Wir beraten Sie gerne bei Fragen rund um das Thema Modellvalidierung.

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DR. CARSTEN SCHEDLINSKI
GF | SCHWINGUNGSVERSUCHE, MODELLVALIDIERUNG
Tel.: +49 (0) 6103 922440

Unsere Software für die FE-Modellvalidierung - ICS.sysval

Zur computerunterstützten Modellanpassung von Simulationsmodellen wird bei ICS die selbst entwickelte Software ICS.sysval verwendet. ICS.sysval ist eine Software für die Planung von Schwingungsversuchen, die Korrelation von Versuchs- und Analysedaten und die computerunterstützte Modellanpassung (englisch computational model updating).


ICS.sysval
läuft unter Mathworks MATLAB® (Version 7.5 oder höher) und ist daher plattformunabhängig einsetzbar. Für die computerunterstützte Modellanpassung können die FE-Löser MSC Nastran™ oder Altair OptiStruct™ genutzt werden (Sensitiviätsmodule).


ICS.sysval
bietet die Möglichkeit, optimale Vorgaben für den Versuch zu entwickeln und FE-Modelle mittels der gewonnenen Schwingungsversuchsdaten zu validieren. Schnittstellen der Software bestehen zurzeit zu MSC Patran™, MSC Nastran™ und Altair OptiStruct™. Die Versuchsdaten können aus Standard-Universalfiles importiert werden.

 

Folgende Module sind verfügbar:

  • Versuchsplanung (optimale Aufnehmer- und Erregerplatzierung)
  • Versuchs-/Analysekorrelation (MAC, COMAC)
  • Visualisierung/Animation
  • Parameterlokalisierung und Sensitivitätsanalyse
  • Computerunterstützte Modellanpassung (computational model updating)
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Warum auf Modellvalidierung zurückgreifen?

Mithilfe der bei ICS durchgeführten Strategie zur Validierung lassen sich die Ergebnisse der FE-Analyse bzw. Simulation mit den Ergebnissen des Versuchs am realen System zielgerichtet und effektiv abgleichen. Auf diese Weise ist es uns möglich, die Qualität von Produkten und Systemen unserer Kunden sicherzustellen, ohne dabei die Zeitpläne im Produktionsablauf sowie die Ressourcen zu gefährden. 

In vielen Branchen werden die Marktfenster zur Einführung hochwertiger Produkte immer kürzer und die Komplexität der Systeme nimmt gleichzeitig zu. Daher ist es erforderlich, schnell, routiniert und zielgerichtet Validierungen der Simulationsmodelle durchzuführen, um die zugrundeliegenden Entwicklungsprozesse stetig zu optimieren und damit die Entwicklung zuverlässig und im Zeitrahmen abzuschließen.

 

Unsere Leistungen umfassen dabei nicht allein die virtuelle Untersuchung oder die reale Messung der Objekteigenschaften im Versuch beziehungsweise Experiment. Bei ICS erfolgt vielmehr eine umfassende Betrachtung, die auch die Brücke zwischen Simulation und Realität schlägt, um Ihnen eine integrierte Gesamtlösung anbieten zu können.

 

Überlassen Sie die Konzeption und Entwicklung Ihrer Produkte nicht dem Zufall und greifen Sie auf bewährte Strategien wie die Modellvalidierung von ICS zurück.

Branchen

In verschiedenen Branchen sind technische Produkte mit besonderen Anforderungen in Bezug auf Festigkeit, Vibration, Schwingungsverhalten und Geräuschemission gesucht. Der gezielte Abgleich von Simulationen mit Daten aus Versuchen im Rahmen einer Modellvalidierung hilft dabei, im gesamten Entwicklungszyklus die Qualität der Simulationsergebnisse stetig zu verbessern, was insgesamt hilft, Entwicklungszeit zu sparen sowie die Produkte maßgeblich und nachhaltig zu verbessern.

Die ICS hat sich speziell auf die Herausforderungen der Automobil- und Halbleiterindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie des Maschinen- und Anlagenbaus ausgerichtet und bietet umfangreiche Lösungen an. Wir nutzen FEM für Simulationen und Berechnungen, führen Schwingungsversuche durch und schließen den Prozess auf dieser Basis mit einer Validierung der FE-Modelle ab. Unser Ziel ist es, Ihnen maßgeschneiderte und integrierte Gesamtlösungen anzubieten, um diese anspruchsvollen Anforderungen effektiv und erfolgreich zu bewältigen.

 

Zu den Branchen

Unsere weiteren Leistungen

Wir bieten Ihnen maßgeschneiderte Gesamtlösungen an, die genau auf Ihre Anforderungen abgestimmt sind. Dafür verwenden wir stets eine individuell passende Kombination aus FE-Analyse und experimentellen Schwingungsuntersuchungen. Dies gewährleistet, dass wir Sie immer optimal bei der Entwicklung Ihrer Produkte und Systeme unterstützen und dadurch Ihr Streben nach höchster Sicherheit, Qualität und Haltbarkeit Ihrer Produkte sichern können. Weitere Informationen zu unserem Unternehmen und unseren Leistungen erhalten Sie hier.

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FE-Analyse

Die Finite-Elemente-Analyse (FE-Analyse) liefert umfassende Informationen über das – zum Beispiel –mechanische und akustische Verhalten von Objekten und ermöglicht eine gezielte Produktauslegung und Produktoptimierung. Denn dank Simulationen können wir frühzeitig und unter realistischen Bedingungen die Produkteigenschaften und die Produktzuverlässigkeit bewerten und verbessern. Dies führt zu einem effektiveren und besser kontrollierbaren Entwicklungsprozess, da potenzielle Herausforderungen rechtzeitig erkannt und beseitigt werden können.

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Schwingungsversuch

Unsere vielfältigen Möglichkeiten im Bereich der Schwingungsversuche erlauben es uns, unerwünschte physikalische Eigenschaften und Phänomene durch gezielte Experimente zu identifizieren und zu beseitigen. Zugleich können diese Versuche dazu dienen, Ihre Berechnungsmethoden, -modelle und -prozesse experimentell zu überprüfen und zu validieren.
Mit unserer langjährigen Erfahrung und Fachkenntnis sind wir in der Lage, Ihnen gesicherte Erkenntnisse zu liefern und Sie professionell bei der Entwicklung Ihrer Produkte zu unterstützen.

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