Teil 1: Einführung in Autodesk Inventor Nastran

Autodesk Inventor Nastran ist ein allgemeines Tool für die Finite-Elemente-Methode (FEM), das in Autodesk Inventor integriert ist. Die Software wird unterstützt vom Autodesk Nastran-Solver und bietet Simulationsmöglichkeiten für unterschiedlichen Analyseverfahren wie lineare und nichtlineare Spannung, Dynamik und Wärmeübertragung.

Inventor Nastran ist als Netzwerklizenz verfügbar und unterstützt viele CAD-Plattformen, um eine einheitliche Benutzererfahrung zu schaffen, sodass keine einzelnen plattformspezifischen Simulationstechnologien mehr erforderlich sind. Die Software bietet hochwertige Simulationstechnologie in einem CAD-integrierten Arbeitsablauf und hilft Ihnen somit, großartige Produkte zu entwickeln.

Unter diesem Thema geben wir Ihnen einen kurzen Überblick über die grundlegenden und erweiterten Analysearten, die in Inventor Nastran zur Verfügung stehen.

Grundlegende Analysefunktionen

Analysetyp	Beispiel	Beschreibung
Lineare Statik		Die lineare statische Analyse ist eine der am häufigsten verwendeten Analysearten. Sie bestimmen damit die Spannung, Dehnung und Verformung durch angewendete statische Lasten und festgelegte Abhängigkeiten. Lineare Spannung, Dehnung und Verformung Trägheitsausgleich Thermische Spannung und Verformung Vorspannung Masseeigenschaften Multiaxiale Ermüdung Die lineare statische Analyse ist die einfachste und häufigste Art von FEM. Sie ermöglicht die Simulation von statischen und langsam angewendeten Lasten.
Beulen		Verwenden Sie Knickung zur Beurteilung der Stabilität eines Geräts unter Belastung. Knickung untersucht Strukturen auf plötzliche Fehlermodi aufgrund von Kompressionskräften. Kritische Lasten und Modusformen Lineare und nichtlineare Ausgangsspannung Lineare Knickung wird mit der Eulerschen Knickungslastformel berechnet. Verwenden Sie nichtlineare Knickung zum Simulieren von großen Verformungen, Kontakt und nichtlineares Materialverhalten bei der Berechnung der Knicklast.
Lineare Statik und Modalanalyse mit Vorspannung		Verwenden Sie lineare Statik und Modalanalyse mit Vorspannung zum Analysieren von Strukturen, die unter Ausgangsspannung stehen; zudem können damit die Effekte der Ausgangsspannung auf den anfänglichen Spannungszustand der Strukturen’ Verschiebungen, Spannungen und Modi modelliert werden.
Normale Modi		Verwenden Sie normale Modi zur Bestimmung der ungedämpften natürlichen Modusformen und Frequenzen von Strukturen. Dies ermöglicht es Konstrukteuren, Probleme mit Geräuschen und Schwingungen zu untersuchen und zu beheben. Eigenfrequenzen und Modusformen Flexible und starre Körperbewegung Modale Anteilfaktoren, effektive Masse/Gewicht und Reaktionskräfte Lineare und nichtlineare Vorspannung (Versteifung) Virtuelle Fluidmasse
Lineare stationäre Wärmeübertragung		Analysieren Sie die Wärmeübertragung, um anhand der Prinzipien von Wärmeableitung und konvektiver Wärmeübertragung die Temperaturverteilung zu ermitteln. Berechnen Sie die stationäre Wärmeübertragung und die zeitabhängige thermische Leistung mit: Wärmeleitung Konvektion Strahlung Sie können Temperaturergebnisse als thermische Lasten auf statische Analysen übertragen.
Verbundwerkstoffe		Simulieren Sie die Leistung von komplexen Lagendaten. Die Analysen basieren auf den neuesten Fehler-Indizes wie Puck und LaRC02. Linear und nichtlinear Laminiert Elemente in 2D und 3D Besonders geeignet bei faserverstärkten Werkstoffen Spezielle Fehlertechniken für Sandwich-Verbundwerkstoffe Zusammenhängende Zonenmodelle für Delaminierungsfehler Ausfallindex und Sicherheitsfaktorberechnungen Viele mögliche Theorien
Baugruppenmodellierung mit Kontakt		Sie müssen sich nicht auf das Analysieren einzelner Bauteile beschränken. Ihnen stehen realitätsgetreue Simulationen von Baugruppen zur Verfügung; dabei erfolgt eine ausgefeilte Modellierung der verschiedenen Arten von Kontaktinteraktionen, beispielsweise bei Gleitkontakt, Reibungskontakt und verschweißtem Kontakt.
Thermische Spannung		Analysieren von Strukturen mit thermischen Lasten.

Erweiterte Analysefunktionen

Analysetyp	Beispiel	Beschreibung
Nichtlineare Statik		Nichtlineare Statik bietet die Möglichkeit, weitere realistische Simulationen mit sich berührenden Bauteilen, nichtlinearen elastische und plastischen Verformungen und großen Materialien hinzuzufügen. Hiermit werden erweiterte nichtlineare Lösungen berechnet, beispielsweise im Zusammenhang mit großen Verschiebungen/Drehungen, großen Dehnungen, Plastizität, Hyperelastizität und Kriechbeständigkeit.
Nichtlineare transiente Wärmeübertragung		Simulieren Sie die Wärmeübertragung mit nichtlinearen thermischen Randbedingungen, die sich mit der Zeit ändern. Ein Beispiel hierfür ist die transiente Wärmeerzeugung aufgrund von Stromschwankungen. Wärmeleitung Konvektion Strahlung
Nichtlineare stationäre Wärmeübertragung		Simulieren Sie Wärmeübertragung mit nichtlinearen thermischen Randbedingungen wie temperaturabhängige thermische Eigenschaften.
Zufällige Antwort		Analysieren Sie die strukturelle Reaktion auf zufällige dynamischer Lasten.
Frequenzantwort		Dynamische Lösungen bieten eine Möglichkeit, Zeit und Masse in die Lösung mit einzubeziehen. Die Optionen umfassen: Erzwungene harmonischen Bewegung – Frequenzantwort Zeitabhängige Bewegung und Lasten – transiente Antwort Zufällige Erregung Stoßbelastung Verwenden Sie Frequenzantwortanalysen, um die harmonische Strukturreaktion basierend auf frequenzabhängigen Belastungen zu bestimmen.
Lineare und nichtlineare transiente Antwort		Simulieren Sie das zeitabhängige Verhalten einer Struktur unter dem Einfluss konstanter oder zeitabhängiger Lasten. Ein Beispiel ist eine Impulslast.
Erweiterte nichtlineare hyperelastische Materialien		Simulieren Sie komplexe nichtlineare Phänomene wie Plastizität, Hyperelastizität und Effekte mit Formgedächtnis. Analysten können damit eine breite Palette an Materialien modellieren – von Metallen und Formgedächtnislegierungen über Gummistoffe bis hin zu weichem Gewebe.
Automatisierte Aufprallanalyse und Falltest		Simulieren Sie Falltests und andere Aufprallasten automatisch den Belastungen rasch und automatisch. Definieren Sie Teile die aufprallenden Teile, den Pfad und die Geschwindigkeit. Definieren Sie Anfangsbedingungen und Lasten und führen Sie eine nichtlineare transiente Analyse durch. Mit ausgefeilter Bearbeitung werden realistische, aussagekräftige Simulationen von Aufprall- und Falltests durchgeführt. Die einzigen erforderlichen Eingaben sind Projektilgeschwindigkeit und Beschleunigung.

Zusätzlich zu den hier aufgeführten Analysetypen können Sie Inventor Nastran zum Durchführen von Ermüdungs-, Schwingungsermüdungs- und Antwortspektrumanalysen durchführen.

Dieses Video erzählt die Geschichte von Inventor Nastran.

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