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FVA-Workbench 5.0

Neue Berechnungsmethoden und Features zur Getriebeauslegung

| Redakteur: Sandra Häuslein

Die FVA-Workbench 5.0 soll den Ingenieur durch eine nutzerfreundliche und schnelle Modellierung bei der Analyse von komplexen Gesamtgetriebesystemen unterstützen.
Die FVA-Workbench 5.0 soll den Ingenieur durch eine nutzerfreundliche und schnelle Modellierung bei der Analyse von komplexen Gesamtgetriebesystemen unterstützen. (Bild: FVA)

Im Sommer 2018 veröffentlichte die FVA GmbH die FVA-Workbench 5.0. Die Simulationsplattform für die Getriebeauslegung soll neue, leistungsstarke Berechnungsmethoden mit einer benutzerfreundlichen Anzeige der Berechnungsergebnisse kombinieren. Auch die standardisierte Schnittstelle Rexs wurde integriert.

Im Zuge der neuen FVA-Workbench 5.0 wurde die Gesamtsystemberechnung vom Entwicklungsteam der FVA GmbH vollständig überarbeitet und soll jetzt mit einer starken Performance und Stabilität überzeugen. Hierbei wird ein nichtlineares mechanisches Modell des gesamten Getriebes aufgestellt und iterativ gelöst. Die Berechnung umfasst neben den Verformungen des Welle-Lager-Systems auch die Lastverteilung von Stirnradstufen auf der Basis von analytischen Modellen. Zusätzlich können die Einflüsse der Gehäuse- und Planetenträgersteifigkeiten berücksichtigt werden.

Vereinfachte Dokumentation der Berechnungsergebnisse

Mit der FVA-Workbench 5.0 will die FVA dem Ingenieur ein leistungsfähiges System zur Anzeige von Ergebnisdaten und interaktiven Grafiken zur Seite stellen. Damit soll die Dokumentation der Berechnungsergebnisse grundlegend vereinfacht werden. So können individualisierte, ansprechende und interaktive Reports per Drag-and-drop zusammengestellt werden. Einmal generierte Vorlagen sind auf verschiedene Getriebemodelle anwendbar und sollen so die Kommunikation der Ergebnisse mit Kunden und Kollegen vereinfachen.

Die FVA-Workbench 5.0 für die Getriebeauslegung soll neue, leistungsstarke Berechnungsmethoden mit einer benutzerfreundlichen Anzeige der Berechnungsergebnisse kombinieren.
Die FVA-Workbench 5.0 für die Getriebeauslegung soll neue, leistungsstarke Berechnungsmethoden mit einer benutzerfreundlichen Anzeige der Berechnungsergebnisse kombinieren. (Bild: FVA)

„Mit der neuen Version 5.0 hat das Programm in Sachen Funktionsumfang und Benutzerfreundlichkeit einen bedeutenden Schritt nach vorne gemacht. Insbesondere der CAD-Modell-Import sowie das Ergebnisreporting sind sehr gut gelungen. Damit ist die FVA-Workbench nun ein leistungsstarkes Tool für die Produktentwicklung“, sagt Matthias Beck, Entwicklung und Berechnung Getriebe (MCGM) bei Stöber Antriebstechnik.

Radial- und Axialgleitlager simulieren

Ab dem Release 5.0 können mit den neuen Funktionen zur Gleitlagerberechnung neben Radial- nun auch Axialgleitlager nach dem aktuellen Stand der Forschung simuliert werden. Die hierbei verwendeten Ansätze stammen von der TU Clausthal (Institut für Tribologie und Energiewandlungsmaschinen, Prof. Dr.-Ing Hubert Schwarze, Sachbearbeiter Combros R: Dr.-Ing Thomas Hagemann, FVA 3333, Sachbearbeiter Combros A: Dipl.-Math. Christian Kraft, FVA 2222) und wurden in jahrelanger Grundlagenforschung der FVA entwickelt.

Mit dem neuen Feature soll der Ingenieur von der hochprofessionellen Berechnung von Fest- und Kippsegmenten unter Berücksichtigung von Druck, Temperatur und Turbulenzeinfluss profitieren. Damit können diese Einflüsse auch bei hohen Drehzahlen vollständig abgebildet werden. Der Rechenkern wurde an dem Institut für Tribologie und Energiewandlungsmaschinen der TU Clausthal entwickelt und auf dem Hochleistungsprüfstand der FVA und Verbrennungskraftmaschinen (FVV) validiert.

Kopplung von FEM und analytischem Modell

Die FVA-Workbench 5.0 soll den Ingenieur durch eine nutzerfreundliche und schnelle Modellierung bei der Analyse von komplexen Gesamtgetriebesystemen unterstützen. Bei der Berechnung können analytische Modelle von Maschinenelementen gekoppelt mit FEM-Strukturen hochperformant, mithilfe eines rechenzeit optimierten Solver der Uni Bayreuth (Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD, Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg, Sachbearbeiter: M.Sc. Christian Glenk, FVA-Nr. 711 I RIKORplusZ88), gelöst werden.

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Laut FVA sind neben dem Getriebegehäuse nun auch Planetenträger als FEM-Netz einlesbar, können im Modell positioniert und an das Getriebemodell angebunden werden. Um dem Anwender einen effizienten Workflow zu ermöglichen, ist nun anstelle eines FEM-Netzes auch direkt ein CAD-Modell in diversen nativen Formaten importierbar. Die FEM-Vernetzung der CAD-Bauteile erfolgt mit dem neuen integrierten FEM-Vernetzer. Der benutzerfreundliche Vernetzungsassistent unterstützt dabei durch Automatisierung, einfache Handhabung und interaktive Nutzerführung. Mittels eines Schiebereglers wird dem Nutzer die Bauteilvereinfachung erleichtert. Der Regler soll eine schnelle Modellpräparation ermöglichen, in der unnötige Details aus dem CAD-Modell entfernt werden können. Für den Planetenträger wurde zusätzlich die Möglichkeit einer internen parametrisierten Geometrieerzeugung geschaffen. Die so erzeugte Geometrie kann FEM-vernetzt werden und dann anstelle einer externen Geometrie für den Planetenträger verwendet werden. Dies soll eine schnelle Variation der Geometrieparameter mit direktem Feedback auf die Berechnungsergebnisse erlauben.

Schnittstelle zum einfachen Austausch von Getriebedaten: REXS

Ab der FVA-Workbench 5.0 ist die standardisierte Schnittstelle Rexs (Reusable Engineering Exchange Standard) integriert. Mit Hilfe der Schnittstelle können Getriebedaten verschiedener Programme einfach ausgetauscht werden. Damit kommt der Rexs Ex- und Import von Getriebedaten als neues Feature zum Einsatz. Rexs wird in Kooperation mit Industrie und Forschung entwickelt.

Dieser Artikel erschien zuerst auf unserem Schwesterportal www.konstruktionspraxis.de

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