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Customized Software Solutions

Die Entwicklung neuer Prozesse wird immer stärker durch die Verwendung virtueller Methoden bestimmt. Häufig ist dabei aber nicht der Einsatz allgemeiner Simulationswerkzeuge mit einem umfassenden Funktionalitätsangebot erforderlich bzw. gewünscht.

Vielmehr besteht oft Bedarf an einer Simulationssoftware, deren Leistungsumfang konkret auf die Bedarfe einer eng umrissenen Entwicklungsaufgabe zugeschnitten ist. Daraus resultieren die folgenden Eigenschaften:

  • einfachste Bedienungskonzepte realisierbar
  • klar definierter Satz von Eingangsdaten und Resultaten
  • kein Know-how für Modellerstellung, Simulationsdurchführung und Ergebnisbereitstellung erforderlich 
  • optimale Anpassung an anwenderspezifisches Pre- und Postprozessing
  • komplette Integration in anwenderspezifische Produktentwicklungsprozesse
  • hohe Robustheit und Berechnungsperformance durch aufgabenbezogene Modell- und Solveranpassungen

 

Für derartige Problemstellungen bietet das Institut für Mechatronik die Entwicklung spezifischer Simulationswerkzeuge, sogenannter customized software solutions, an. Entwickelt werden diese Simulatoren auf der Basis der alaska/SimulationEngine. Das ist eine ständig weiterentwickelte C++-Klassenbibliothek zur Beschreibung von Simulationsmodellen für mechanische/mechatronische Systeme und zur Simulation des dynamischen Verhaltens dieser Modelle. Die Bibliothek bietet Modellelemente und Verfahren der Mehrkörperdynamik und der Finite-Elemente-Methode, so dass die Möglichkeiten beider Methoden in einer Modellbeschreibung entsprechend der Fragestellung des Anwenders genutzt werden können. Zur Modellierung stehen Komponenten wie starre Körper, flexible Körper, Knoten, Gelenke, nichtlineare Kraftelemente der Mehrkörperdynamik, finite Elemente und Randbedingungen zur Verfügung. Als Analyseverfahren beinhaltet die Bibliothek die Simulation der nichtlinearen Dynamik (Vorwärts- und inverse Kinematik), die Ermittlung quasi-statischer Gleichgewichtslagen sowie die lineare Analyse zur Ermittlung des Eigenschwingungsverhaltens. Eine zuschaltbare 3D-Grafikbibliothek ermöglicht die Visualisierung des Simulationsmodells und die Animation seiner Bewegung. GUIs für Dateneingabe, Modell- und Simulationssteuerung sowie Resultatanzeige bzw. -ausgabe werden unter Verwendung des GUI-Toolkits Qt realisiert. Alternativ dazu können Anwendungen ohne jegliche Anwender-Interaktivität entwickelt werden.

Beispiele für customized software solutions sind

  • Software für die Berechnung von Belastungen an (Brems-)Schlauchsystemen, die aus der Montage und einsatztypischer Anregung resultieren
  • Simulator für die Ermittlung des erforderlichen Bauraumes von Fahrzeug-Antriebssträngen bei unterschiedlichen Fahrsituationen
  • Software zur Erfassung, Rekonstruktion und ergonomischen Bewertung menschlicher Bewegungen