Die gleiche Sicht auf den Werkstoff
Konsistente Daten für alle Entwickler
Wenn klassische Informationen aus Normen für anspruchsvolle CAE-Berechnungen nicht ausreichen, müssen Materialmodelle oft in umfangreichen Versuchen ermittelt werden. Mit Lösungen des Werkstoffdaten-Spezialisten Matplus lassen sich solche Labordaten leicht in die Entwicklungsprozesse wie etwa für das Simultaneous Engineering integrieren.
Bild: Thinkstep AGKlassische Werkstoffdatenbanken speichern in der Regel nur wenige Kennwerte der vorangegangenen Laboruntersuchungen. Deren Auswertung geschieht üblicherweise mit externen Werkzeugen, etwa mit Microsoft Excel.
Bild: Heggemann AG
Bild: Heggemann AGKomplexe Werkstoffdaten
Während Konstrukteure vor allem zulässige Spannungen und die Festigkeit im Auge haben, interessieren sich Fertigungsmitarbeiter eher für das typische temperaturabhängige Fließ- und Umwandlungsverhalten eines Werkstoffs. Dazu benötigen sie auch Umformgrade, die einer Dehnung von mehr als 200 Prozent entsprechen. Dagegen liefern beispielsweise Zugversuche normalerweise nur auswertbare Werte im Bereich weniger Prozent, denn dann folgen Einschnürung und Bruch. Daher werden sogenannte Fließkurvenmodelle mit geeigneten Modellen rechnerisch in mehreren Schritten aus den Rohdaten der Versuche abgeleitet. Diese erlauben dann die Inter- und Extrapolation der Daten, zum Beispiel für höhere Umformgrade und andere Temperaturen sowie Umformgeschwindigkeiten. Außerdem werden Tests durch neue Prüftechniken und Datenerfassungen zunehmend komplexer. Auch reichen bei immer anspruchsvolleren Produkten die üblichen Werkstoffdatenbanken mit den klassischen Zeugniskennwerten oft nicht mehr aus. Dies gilt beispielsweise für die numerische Simulation von impakt-dynamischen Prozessen wie bei Crashbelastung oder der Sicherheit gegen ballistische Bedrohungen. Schließlich müssen all diese Rohdaten für den praktischen Einsatz in den CAE-Anwendersystemen aufbereitet und verdichtet werden.
Bild: Matplus GmbHWerkstoffe digital verwalten
Hier setzt das System EDA von Matplus an, indem es den gesamten Werkstoff-Lebenszyklus beziehungsweise Workflow unterstützt. Ausgehend von der Werkstoffprüfung wird eine abgesicherte Datenbank mit integrierten Werkzeugen zur Datenkonsolidierung und -verdichtung bis hin zur Kurvenanpassung (Curve-Fitting) an Werkstoffmodelle und deren Extrapolation zur Verfügung gestellt. Eine bereits vordefinierte Bibliothek aus geeigneten Werkstoffmodellen kann dazu vom Benutzer erweitert und auf die Prüfdaten angewendet werden. Das jeweils verwendete Modell wird anschließend mit dem Auslegungsdatensatz des neuen Materials verknüpft, so dass der Werkstoff mit Zusammensetzung, Normwerten und weiteren - zum Beispiel thermo-physikalischen - Werten beschrieben und gespeichert wird. Außerdem kann EDA vorhandene Literaturdaten aus unterschiedlichen Quellen mit den Labor- und Simulationsdaten zusammenführen.
Werkstoffe und Engineering
Durch die Einbindung der Anwendung als sogenannte IMM-Laborerweiterung in das PLM-System Teamcenter können Produktentwicklung und Werkstofftechnik besser zusammenwachsen. Es ermöglicht die Integration des Werkstoffengineerings in CAD- und CAE-Lösungen und erlaubt es Anwendern, auf konsistente und abgesicherte Werkstoffdaten zuzugreifen. Durch die gemeinsame Nutzerverwaltung des Systems haben Entwickler und Werkstoffleute Zugang zur gleichen Informationsbasis. Der jeweilige Mitarbeiter sieht folglich neben den Produktdaten, CAD-Informationen, Stücklisten und Werkstoffdaten bei Bedarf auch die Testdaten in der IMM-Laborerweiterung. Dadurch kann ein Anwender in die werkstofftechnischen Tiefen vordringen und beispielsweise per Mausklick die Rohdaten der Werkstoffprüfungen etwa für FEM-Untersuchungen nachsehen. Andererseits können Werkstoffanbieter und Werkstoffexperten ihre Daten und Modelle den Konstrukteuren und Produktentwicklern leicht zur Verfügung stellen. Die Freigaben der Werkstoffdaten werden durch integrierte Teamcenter-Workflows abgesichert, wodurch sie sich revisionssicher speichern lassen. So sehen etwa Werkstoffingenieure nun die Werkstoffdaten, welche die Konstrukteure aktuell verwenden. Konstrukteure können hingegen auf umfangreichere Daten zugreifen und ihre Entscheidungen zur Produktoptimierung auf eine breitere Basis stellen.
Wenn klassische Informationen aus Normen für anspruchsvolle CAE-Berechnungen nicht ausreichen, müssen Materialmodelle oft in umfangreichen Versuchen ermittelt werden. Mit Lösungen des Werkstoffdaten-Spezialisten Matplus lassen sich solche Labordaten leicht in die Entwicklungsprozesse wie etwa für das Simultaneous Engineering integrieren.
Bild: Thinkstep AGKlassische Werkstoffdatenbanken speichern in der Regel nur wenige Kennwerte der vorangegangenen Laboruntersuchungen. Deren Auswertung geschieht üblicherweise mit externen Werkzeugen, etwa mit Microsoft Excel.Bild: Heggemann AG
Matplus GmbH
Dieser Artikel erschien in IT&Production Oktober 2019 - 07.10.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.it-production.com
