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Implementierung einer Netzwerkschnittstelle in LS-DYNA zur gekoppelten Simulation

Bei der Simulation von Tiefziehprozessen mit komplexen Bewegungsabläufen muss die Wechselwirkung zwischen Maschine und Prozess berücksichtigt werden, um die Prognosefähigkeit der Simulation signifikant zu verbessern. Beispielsweise können Tiefziehfehler mit den vereinfachten Modellen unter starren Randbedingungen bei bewegungsgesteuerten Prozessen nur bedingt abgebildet werden. In LS-DYNA können elastische Anteile durch einfache Feder-Dämpfer-Elemente ersetzt werden. Dieses Vorgehen ist nicht zielführend, wenn weitere Einflussbereiche, z.B. aus Steuerung und Regelung berücksichtigt werden sollen. Oftmals ist es schneller und günstiger, die Vorteile aus verschiedenen Simulationsumgebungen zu nutzen und für eine Verbesserung der Ergebnisse zu verbinden. Daher wurde eine Schnittstelle in LS-DYNA zur gekoppelten Simulation geschaffen. Über die Schnittstelle werden Prozessgrößen über eine Netzwerkverbindung übertragen. Die Implementierung und Funktionsweise der gekoppelten Simulation wird an einem Beispiel zwischen LS-DYNA und Matlab/Simulink demonstriert. Die Aktivierung und Parametrierung der Schnittstelle erfolgt anhand einer zusätzlichen Input-Datei. Dadurch bleiben bestehende Simulationsmodelle in ihrer Funktionalität erhalten. Die Implementierung in LS-DYNA Fortran nutzt C/C++ Bibliotheken mit denen die CO-Simulation gesteuert wird. Diese Aufgabe übernimmt ein eigenständiges Programm, das die Anbindung der Simulations-Clients, den Datenaustausch und die Steuerung durchführt. Das Programm ist unbeschränkt in der Anzahl und Art der Simulations-Clients, die auf verschiedenen Rechnern ablaufen können. In LS-DYNA werden die Prozessgrößen nach jedem Zeitschritte ohne Restart aktualisiert. Der Datenaustausch findet innerhalb eines definierten Zeitintervalls statt, der zusätzlich zu den Prozessgrößen in der Input-Datei definiert wird. Die Bedienbarkeit und Parametrierung der gekoppelten Simulation wird durch eine graphische Oberfläche verbessert. Dadurch wird zusätzlich die Überwachung der gekoppelten Simulation erleichtert.

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Bei der Simulation von Tiefziehprozessen mit komplexen Bewegungsablufen muss die Wechselwirkung zwischen Maschine und Prozess bercksichtigt werden, um die Prognosefhigkeit der Simulation signifikant zu verbessern. Beispielsweise knnen Tiefziehfehler mit den vereinfachten Modellen unter starren Randbedingungen bei bewegungsgesteuerten Prozessen nur bedingt abgebildet werden. In LS-DYNA knnen elastische Anteile durch einfache Feder-Dmpfer-Elemente ersetzt werden. Dieses Vorgehen ist nicht zielfhrend, wenn weitere Einflussbereiche, z.B. aus Steuerung und Regelung bercksichtigt werden sollen. Oftmals ist es schneller und gnstiger, die Vorteile aus verschiedenen Simulationsumgebungen zu nutzen und fr eine Verbesserung der Ergebnisse zu verbinden. Daher wurde eine Schnittstelle in LS-DYNA zur gekoppelten Simulation geschaffen. ber die Schnittstelle werden Prozessgren ber eine Netzwerkverbindung bertragen. Die Implementierung und Funktionsweise der gekoppelten Simulation wird an einem Beispiel zwischen LS-DYNA und Matlab/Simulink demonstriert. Die Aktivierung und Parametrierung der Schnittstelle erfolgt anhand einer zustzlichen Input-Datei. Dadurch bleiben bestehende Simulationsmodelle in ihrer Funktionalitt erhalten. Die Implementierung in LS-DYNA Fortran nutzt C/C++ Bibliotheken mit denen die CO-Simulation gesteuert wird. Diese Aufgabe bernimmt ein eigenstndiges Programm, das die Anbindung der Simulations-Clients, den Datenaustausch und die Steuerung durchfhrt. Das Programm ist unbeschrnkt in der Anzahl und Art der Simulations-Clients, die auf verschiedenen Rechnern ablaufen knnen. In LS-DYNA werden die Prozessgren nach jedem Zeitschritte ohne Restart aktualisiert. Der Datenaustausch findet innerhalb eines definierten Zeitintervalls statt, der zustzlich zu den Prozessgren in der Input-Datei definiert wird. Die Bedienbarkeit und Parametrierung der gekoppelten Simulation wird durch eine graphische Oberflche verbessert. Dadurch wird zustzlich die berwachung der gekoppelten Simulation erleichtert.