Ein Schlauch ist nichtlinear

Matzen & Timm GmbH setzt auf die Simulationssoftware Marc von MSC Software, um Schläuche zu entwickeln

Simulation mit Marc

MSC Software , Anbieter von Simulationssoftware und Dienstleitungen, gab heute bekannt, dass die Matzen & Timm GmbH ab sofort die Simulationssoftware Marc in der Produktentwicklung einsetzt. Matzen & Timm ist ein renommierter Hersteller von Spezialschläuchen, Industrieschläuchen und vielen weiteren Formteilen aus qualitativ hochwertigen Kunststoffmaterialien. Das Unternehmen hat sich für die Finite Elemente (FE)-Lösung Marc entschieden, um nichtlineare Strukturanalysen durchzuführen.

Die Schläuche von Matzen & Timm kommen in Bereichen zum Einsatz, bei denen es auf ganz besondere Präzision und Belastbarkeit ankommt – etwa in der Luftfahrt oder der Automobilindustrie. Wichtig sind vor allem Durchmesser, Bauraum, Druckbelastung, Temperaturbeständigkeit und Konformitätserfordernisse. Um die immer komplexer werdenden Anforderungen zu erfüllen, sichert sich Matzen & Timm in der Produktentwicklung durch Strukturanalysen virtuell ab. Mit Simulationen werden verschiedene Betriebsbedingungen wie Innendruck oder Relativbewegungen sowie das Verhalten bei der Montage von Schläuchen untersucht. Ziel ist es, Aussagen über Festigkeit, Flexibilität und nichtlineares Beulverhalten zu treffen.

Die Strukturen von Schläuchen verhalten sich geometrisch nichtlinear. Aufgrund großer Verformung können sich Teile oder Bereiche berühren oder sich ursprünglich berührende Teile getrennt werden. Durch diesen Kontakt kann sich die Steifigkeit der Schläuche deutlich ändern. Ohne Berücksichtigung dieser nichtlinearen Effekte kann das realistische strukturmechanische Verhalten in einer Simulation nicht korrekt vorhergesagt werden.

Zudem verwendet Matzen & Timm für seine Schläuche eine Kombination unterschiedlicher Materialien mit zum Teil nichtlinearen Eigenschaften. Weiche und hochgradig nichtlineare Elastomere werden mit sehr steifen Faserverstärkungen oder Metallbauteilen kombiniert. In der Struktursimulation kann dieser Lagenaufbau nur durch sehr stabile Solver abgebildet werden. Daher hat sich Matzen & Timm für die nichtlineare FE-Software Marc entschieden. Der Lösung liegen numerische Methoden zugrunde, die stark nichtlineare Probleme lösen. Im Fokus stehen dabei nichtlineares Materialverhalten, große Verzerrungen und Rotationen sowie Kontaktbedingungen mit großen Relativverschiebungen.

Matzen & Timm entwickelt Produkte auf Basis neuester Materialien und hoch entwickelter Fertigungstechniken. Dirk Baumann, Geschäftsführer des Unternehmens, erklärt: „Unsere Schläuche zeichnen sich durch geringes Gewicht und hohe Temperaturbeständigkeit aus. Sie müssen starken Belastungen durch Druck und Temperatur standhalten, beispielsweise in einem Flugzeug. Diese Belastungen simulieren wir mit der Software Marc, da sich diese Lösung sehr gut eignet, um nichtlineares Verhalten vorherzusagen.“

MSC entwickelt Computer Aided Engineering (CAE) Software für Simulation und virtuelle Produktentwicklung. Das Unternehmen mit Zentrale im kalifornischen Santa Ana wurde 1963 gegründet und hat heute weltweit Niederlassungen in 20 Ländern. Die Lösungen von MSC erlauben es Unternehmen der unterschiedlichsten Branchen, Ihre Produkte in einer virtuellen Welt zu entwickeln und zu testen – von den ersten Konzeptentwürfen über die Erstellung des digitalen Modells bis hin zur Analyse an virtuellen Prototypen.

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