Interaktive Simulation flexibler Strukturen

1) Versorgungsschläuche am Roboter 2) Kabelbaumsimulation 3) Kühlschläuche im Motorraum

IPS Cable Simulation

Das Softwarepaket IPS Cable Simulation integriert neu entwickelte Methoden und leistungsfähige Algorithmen, die eine physikalisch korrekte Simulation von Kabeln und Schläuchen in Echtzeit, und somit interaktives Arbeiten, ermöglichen.

Anwendung findet diese Technologie beispielsweise in Konstruktion, virtueller Montageplanung und digitaler Absicherung.

Highlights:

  • Simulation in Echtzeit
  • Strukturmechanische Modellierung
  • Hohe Genauigkeit
  • Beliebige Materialien und Kabelquerschnitte
  • Alle Arten von Kabelbefestigungen (Clips)
  • Vielfältige Analysemöglichkeiten (Kräfte, Momente, Spannungen, Abstände, ...)
  • Kollisionserkennung
  • Kontaktberechnung (Durchdringungsvermeidung)
Analyse der Verformung und Spannung von Kabel und Schläuchen
© fleXstructures
Analyse der Verformung und Spannung von Kabel und Schläuchen
Digitale Auslegung der flexiblen Bauteile im Motorraum
© fleXstructures
Digitale Auslegung und Absicherung der flexiblen Bauteile im Motorraum
Kabel am Schweißroboter
© fleXstructures
Kabel am Schweißroboter

Beispiel: IPS-Modul zur Simulation von Flachbandkabeln

Unsere Abteilung »Mathematik für die Digitale Fabrik« (MDF) beschäftigt sich mit der Modellierung flexibler Strukturen für industrielle Anwendungen im Bereich der virtuellen Produktentwicklung. Für das Design und die Konstruktion moderner Computerhardware und Produkte der Unterhaltungselektronik sind hochflexible Flachbandkabel ein wichtiges Bauelement (siehe Abbildung rechts).

In Analogie zu der bei MDF entwickelten Modellierung flexibler Kabeln und Schläuche mit geometrisch exakten Cosserat-Stäben werden flexibler Flachbandkabel als »elastische Streifen« mittels geometrisch exakter Cosserat-Schalen modelliert. Im Unterschied zu einem Stabquerschnitt kann sich der Streifenquerschnitt in Querrichtung verformen. Ein derartiges Strukturverhalten kann man prototypisch z.B. bei räumlichen Verformungen eines Papierstreifens beobachten. Die Querschnittverformung ist auch bei der unten gezeigten Simulation der Verformung eines Flachbandkabels mit der IPS-Software deutlich erkennbar.

Flexible Flachbandkabel werden beispielsweise in der Computerhardware oder Unterhaltungselektronik verbaut.
© Fraunhofer ITWM
Flexible Flachbandkabel werden beispielsweise in der Computerhardware oder Unterhaltungselektronik verbaut.

Simulation eines Flachbandkabels mit IPS