Software: Thermomechanisches Verhalten von Bauteilen testen

ESI Group, Anbieter von Virtual Prototyping-Softwarelösungen und Dienstleistungen für die Fertigungsindustrie, gibt die Veröffentlichung der neusten Version von SYSTUS bekannt – einer Softwarelösung für die thermomechanische Entwicklung und regulatorische Analysen im Nuklearbereich. Das Release erweitert die Software um signifikante neue Möglichkeiten, wie beispielsweise die innovative Differential Method (RCCM-MD).

Die neue Version bietet außerdem Erweiterungen zur Untersuchung von Bruchvorgängen mit Hilfe der neuartigen X-FEM-Methode sowie eine für viele Anwendungen, beispielsweise in der Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrt, einsetzbare Topologie-Optimierung.

SYSTUS profitiert von einer vierzigjährigen Erfahrung in Forschung & Entwicklung auf dem Sektor der Finite-Elemente-Analyse (FEA). Die Softwarelösung wurde ursprünglich von Framatome (jetzt AREVA NP) zur virtuellen Planung ihrer Atomkraftwerke und zur Durchführung regulatorischer Analysen entwickelt. Heute ist SYSTUS eine industrielle Lösung für eine Vielzahl regulatorischer Analysen, wie sie durch internationale Standards für die Kernenergietechnik vorgeschrieben sind. Die Lösung deckt insbesondere die Anforderungen des ASME-Codes [1], einem von der American Society of Mechanical Engineers (ASME) definierten Standard, sowie des von der AFCEN festgelegten französischen Standards ab, bekannt als RCC-M (Règles de Conception et de Construction des Matériels Mécaniques des Ilots Nucléaires [2] REP [3]).

Neue Analyseoptionen, verbesserte Interpretierbarkeit der Ergebnisse

SYSTUS 2017 liefert zahlreiche Erweiterungen zur Durchführung regulatorischer Analysen, einschließlich neuer Analyseoptionen und einer besseren Lesbarkeit und Interpretierbarkeit der Ergebnisse. Die Software bietet eine Differential Method (RCCM-MD) zur Analyse von Problemstellungen der zweiten Kategorie (second category analyses), die industriellen Herstellern und deren Zulieferern dabei helfen kann, wichtige Fragen bei Belastungsschwankungen über der Zeit und Änderungen der Hauptspannungsrichtungen zu bewältigen, welche die Berechnung der Vergleichsspannungsamplituden Sn und des Nutzungsfaktors U beeinflussen.

Im Bereich der Bruchmechanik ermöglicht es SYSTUS industriellen Herstellern und deren Zulieferern, Trenn- undb Dehnungsbruchanalysen durchzuführen. Im Rahmen einer mehr als sechsjährigen Zusammenarbeit mit AREVA entwickelte das ESI SYSTUS-Team eine neuartige eXtended Finite-Elemente-Methode (X-FEM). Sie erlaubt eine Fehleranalyse ohne eine explizite Modellierung der Risse und reduziert so wesentlich die Aufgabenkomplexität und Bearbeitungszeit. Mit ESIs X-FE-Methode wird die Darstellung von Fehlern mit der Level-Set-Methode und spezifischen Ergänzungsfunktionen (enrichment functions) durchgeführt.

SYSTUS 2017 umfasst Erweiterungen zur Berechnung von Aufgabenstellungen der Bruchmechanik mit der X-FE-Methode – einschließlich neuer und vereinfachter Befehle zur Verbesserung der Software-Ergonomie. Die neueste Version bietet signifikante Effizienzverbesserungen und liefert Ergebnisse, die eine hohe Übereinstimmung zeigen mit herkömmlichen FEM-Analysen mit den dabei notwendigen vernetzen Rissen. Weiterhin berücksichtigt die X-FE-Methode in der Software nun auch Plastizität, ermöglicht die Vernetzung mit quadratischen Elementen sowie die Berechnung der Energierate unter Anwendung der Theta-Methode.

Erstmalig adressiert die Anwendung durch die Möglichkeit einer Formoptimierung spezifische Anforderungen der Automobil- und der Luft- und Raumfahrtindustrie. Hier bietet SYSTUS mathematische Lösungen auf Basis der Level Set-Technologie und ermöglicht Herstellern, genau die optimale Bauteilform erreichen.
 

Anmerkungen

1 ASME code : Section III, division 1, article NB 3200
2 RCC-M = Règles de Conception et de Construction des Matériels Mécaniques des Ilots Nucléaires. In English: Design and construction rules for mechanical components of PWR nuclear islands
3 REP = Réacteur à Eau Pressurisée. In English: Pressurized Water Reactor.
See RCC-M : Paragraph B3200

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