Bessere Betriebsfestigkeit & Lebensdauer von Produkten dank Simulation

In der heutigen Zeit ist es von enormer Wichtigkeit, dass Produkte eine hohe Betriebsfestigkeit und Lebensdauer aufweisen, um den Kundenansprüchen sowie den Umweltstandards zu genügen. Allerdings gestaltet sich die Umsetzung dieser Ziele durch die zunehmende Komplexität und höheren Leistungsanforderungen moderner Produkte als immer schwieriger.

Hierbei bietet die Simulation eine hilfreiche Lösung. Mithilfe dieser Technologie können Ingenieure virtuelle Modelle ihrer Produkte generieren und deren Verhalten unter verschiedenen Belastungsbedingungen simulieren.

Erfahren Sie in diesem Blogbeitrag, wie Simulationen dazu beitragen kann Schwachstellen zu identifizieren und optimale Konstruktionslösungen zu finden, um die Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Produkten zu optimieren.

Was ist die Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Produkten?

Die Betriebsfestigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Produkts, Belastungen über einen bestimmten Zeitraum auszuhalten. Dabei spielen verschiedene Faktoren eine Rolle wie Materialermüdung oder Verschleißerscheinungen. Die Lebensdauer hingegen gibt an, wie lange ein Produkt unter diesen Bedingungen funktionieren kann, bevor es ausgetauscht werden muss.

Die Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Produkten hängt von vielen Faktoren ab. Einige der wichtigsten sind die Materialien, die verwendet werden, die Art und Weise, wie das Produkt eingesetzt wird, und die Qualität der Herstellung. All diese Faktoren beeinflussen die Betriebsfestigkeit und Lebensdauer des Produkts.

Warum sind Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Produkten für Unternehmen wichtig? 

Die Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Produkten sind von großer Bedeutung, da sie direkt mit der Qualität eines Produkts zusammenhängen. Ein Produkt, das schnell kaputt geht oder seine Funktionalität verliert, wird den Kunden nicht zufriedenstellen und kann zu einem schlechten Ruf des Herstellers führen. Darüber hinaus können Produkte mit einer längeren Lebensdauer auch ökonomisch vorteilhaft sein. Sie müssen seltener ersetzt werden und sparen somit Kosten für den Kunden sowie Ressourcen für die Produktion.

Eine hohe Betriebsfestigkeit ist besonders wichtig bei sicherheitsrelevanten Produkten wie beispielsweise Fahrzeugteilen oder medizinischen Geräten. Hier kann ein Versagen des Produkts schwerwiegende Folgen haben.

Beide Faktoren sind von entscheidender Bedeutung, damit ein Produkt seinen Zweck erfüllt und dem Kunden sowohl in Bezug auf Funktionalität als auch Nachhaltigkeit Freude bereitet.

Wie kann man die Betriebsfestigkeit und Lebensdauer verbessern? 

Simulationstechnologien spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Produkten. Durch die Verwendung von Computermodellen können Entwickler und Ingenieure das Verhalten von Materialien und Bauteilen unter verschiedenen Bedingungen untersuchen, um Schwachstellen zu identifizieren und die Leistungsfähigkeit des Produkts zu optimieren. Dies führt zu einer erhöhten Lebensdauer, einer besseren Leistung und einer höheren Kundenzufriedenheit.

Eine Möglichkeit ist die Finite-Elemente-Methode (FEM), die es ermöglicht, Belastungen und Spannungen auf Bauteilen zu simulieren. So können Schwachstellen identifiziert und durch Materialauswahl oder gezielte Designänderungen verbessert werden.

Ergänzend dazu kann die Mehrkörpersimulation (MKS) angewendet werden, um die Dynamik und Kinematik komplexer Baugruppen zu analysieren. Hierbei werden die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Komponenten betrachtet, was zu einer besseren Gesamtbetrachtung führt.

Berechnung der Ermüdungsdauer eines Bauteils. Welche Bereiche meines Bauteils haben einen hohen Einfluss auf dessen Lebensdauer? (rot = hohe Beanspruchung; blau = geringe Beanspruchung)

Je kürzer ein Entwicklungszyklus wird, desto mehr stößt ein testbasierter Ansatz von Prototypen zur Haltbarkeit an seine Grenzen. Beschleunigt wird dies durch die steigenden Qualitätsanforderungen.

Die Erweiterung bestehender simulationsbasierter Bewertungsmethoden ist die einzig sinnvolle Alternative. Durch den Einsatz von Simulationssoftware im Entwicklungsprozess können Unternehmen Ressourcen und Zeit sparen, da das zeitaufwändige und kostenintensive Testen von physischen Prototypen reduziert wird. Somit trägt Simulation maßgeblich zur Verbesserung der Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Produkten bei.

Simcenter als Lösung für bessere Betriebsfestigkeit & Lebensdauer von Produkten

Simcenter ist eine innovative Softwarelösung, die Ingenieuren und Entwicklern unter anderem dabei hilft, die Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Produkten zu optimieren. Durch den Einsatz von Simulationsverfahren können verschiedene Produktvarianten virtuell getestet und verbessert werden, bevor sie in die Produktion gehen. Simcenter 3D Durability umfasst benutzerfreundliche Assistenten für Festigkeit und Ermüdung in der Konstruktionsphase, Ermüdungsinformationen zum aktuell simulierten Teil, detaillierte Analysen komplexer Lastszenarien sowie neue Materialien und Fertigungsverfahren. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer und höheren Qualität der Produkte. So können Unternehmen wettbewerbsfähig bleiben und zukünftige Herausforderungen im Bereich der Produktentwicklung meistern.

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