Simulation: Baugruppen mit Wälzlagern sicher auslegen

• In der Automation und Antriebstechnik geht es unter anderem darum, schon in der Entwicklung und Konstruktion der Maschinen und Anlagen eine einsatzgerechte Auslegung von Baugruppen mit Wälzlagern abzusichern.
• Dafür hat Simulationsspezialist CADFEM die neue Software Rolling Bearing inside Ansys vorgestellt.
• Mit dieser Lösung lassen sich Aufwand und Kosten für entsprechende Baugruppenversuche erheblich reduzieren.

Mit der neuen CADFEM-Extension Rolling Bearing inside Ansys lassen das Verhalten von Wälzlagern einfach, zeitsparend und effizient innerhalb der Ansys-Software simulieren und Baugruppen mit Wälzlagern sicher auslegen. Entwickelt wurde diese Software gemeinsam mit dem Unternehmen Meshparts, das sich auf die Automatisierung der FEM-Modellerstellung spezialisiert hat. Mit diesem Know-how und seiner 20-jährigen Erfahrung und Forschungstätigkeit im Bereich der Simulation von Wälzlagern ist Meshparts dafür der ideale Entwicklungspartner. Mit der neuen CADFEM-Extension kann das Verformungsverhalten und der Kraftfluss in der Gesamtbaugruppe realistisch abgebildet werden, so dass Simulationsergebnisse mit hoher Aussagekraft zur Verfügung stehen.

Verformungsverhalten wird abgebildet

Zusätzlich zur Zeitersparnis und der Möglichkeit mehr Varianten in kürzerer Zeit zu untersuchen, führt die Simulation zu einem verbesserten Produktverständnis — unter anderem auch dadurch, dass Bereiche von Baugruppen untersucht werden können, in denen mit traditionellen Methoden keine Sensoren positionierbar sind.

Für die Berechnungen mit der Software ist es gleichgültig, ob es sich um Rillenkugel-, Schrägkugel-, Zylinderrollen- oder Kegelrollenlager handelt. Auf der Grundlage einer offenen und herstellerunabhängigen Lagerbibliothek kann nahezu jedes Wälzlager aufgenommen werden. Durch die implementierten Algorithmen ist es nicht mehr notwendig, die Lagersteifigkeit für jede Belastungssituation beim Hersteller zu erfragen oder diese mit einem zusätzlichen Berechnungsprogramm zu ermitteln. Die Simulationen werden mit sehr präzisen Berechnungsmodellen durchgeführt, die auf den jeweils in der Bibliothek hinterlegten Lagergeometrien basieren. Damit lässt sich die Lagersteifigkeit für jede Belastungssituation in der Baugruppe realitätsgetreu abbilden.

Auswahl von Wälzlagern aus der Bibliothek

Der Anwender kann einfach das gewünschte Wälzlager aus der Lagerbibliothek auswählen und die Einbausituation in der Baugruppe vorgeben. Dann werden im Hintergrund automatisch präzise Ersatzmodelle für jeden einzelnen Wälzkörper erzeugt. Damit ist sichergestellt, dass der Kraftfluss über das Lager – und somit im Gesamtmodell – korrekt abgebildet wird. Da der komplette Vorgang in wenigen Sekunden erledigt ist, lassen sich viele Varianten in sehr kurzer Zeit berechnen und bewerten, um das Produktverhalten an die vorgegebenen Anforderungen anzupassen.

Baugruppen mit Wälzlagern: Genaue Abbildung des Kraftflusses

Die einfache Handhabung der Software ermöglicht es vielen Ingenieuren, sie zu nutzen, ohne Lagerexperte zu sein. Durch die genaue Abbildung des Kraftflusses lässt sich die Belastung jeder einzelnen Komponente des Modells analysieren – sei es die Belastung in den Lagern und den damit verbundenen Kontaktpressungen oder die Verformungen und Spannungen der gelagerten Welle. So können mit „Rolling Bearing inside Ansys“ die Fragen, die beim Einsatz von Wälzlagern auftreten – ohne eine Vielzahl von Prototypen sowie komplizierte Versuchsaufbauten und Messungen – einfach und schnell beantwortet werden.

Bild oben: Einfache und präzise Wälzlagermodellierung in der Getriebebaugruppe [Bildquellen: CADFEM, WITTENSTEIN SE].

Mehr über „Rolling Bearing inside Ansys“ unter anderem im nächsten Webinar am 4. November 2020: https://www.cadfem.net/webinar-waelzlager

Weitere Informationen: www.cadfem.net/extensions

Erfahren Sie hier mehr über die wichtigsten Kriterien zur Auswahl des passenden Wälzlagers.

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Mit einer neuartigen Software lässt sich das Verhalten von Wälzlagern einfach und schnell simulieren. So sparen Anwender Aufwand und Kosten für Baugruppenversuche.