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Hallo zusammen,
im Rahmen einer Vorlesung "Produkt- und Prozessentwicklung" muss ich einen Vortrag zum Thema FEM halten. Die inhaltliche Gliederung ist dabei leider vorgegeben.
Nun habe ich noch zwei Punkte, bei denen ich Probleme habe einen sinnvollen Inhalt zu finden, zum Einen auf Grund mangelnden Verständnisses zum Andern auf Grund mangelnder Quellen. Die Unterpunkte sind "IT-Applikationen" und "Schnittstellen".

Vielleicht könnte mir jemand ein paar Anregungen geben oder sagen wenn ich etwas falsch verstanden habe ?

Mein Verständnis:
IT-Applikationen

FEM Software besteht aus Preprocessor, Solver und  Postprocessor

Preprocessor: da werden die Daten eingegeben (Materialdaten, Netzdichte, Randbedingungen)

Solver: berechnet das Modell

Postprocessor: Zeigt das Modell an

Dabei gibt es Anbieter, die nur einen Preprocessor anbieten und man dann einen Solver von einem anderen Hersteller benutzen muss. Andere Anbieten komplette Pakete an. Des Weiteren gibt es Module für CAD-Anwendungen um einfache Sachen direkt dort zu rechnen. Daher auch die Wichtigkeit der Schnittstellen. Des Weiteren geben unter Umständen Kunden vor, welche Kombination von Pre/Solver/Post sie haben möchten um ein Projekt rechnen zu lassen.

Ist das soweit richtig ? Ich hätte es gern etwas genauer aber noch nichts gefunden. Dazu habe ich noch ein paar Fragen:

Wonach richtet sich die Auswahl der Kombination pre/solver/post ? Es hängt vom "Anwendungsfall" ab, dass weiß ich, also davon ob man einen Crash simulieren will oder z.B. eine Flüssigkeit. Ist das der alleinige Auswahlfaktor und der Rest sind Vorliebe, Verfügbarkeit und Kosten ? Gibt es irgendwo eine Quelle, welche Software wofür benutzt wird und welche Kombinationen von Pre/Solver/Post benutzt werden können ?

Was kostet ein professioneller FEM Arbeitsplatz in etwa ? Was kostet ein professionelles FEM-Programm ? Die Software an sich läuft auf einem "normalen" PC oder braucht man da einen extra Rechner ? Wie lange dauert eine FEM-Simulation ? Wahrscheinlich geht das "von bis" aber eine Größenordnung wäre schön.

Kann mir jemand ein Beispiel geben für ein lineares und ein nicht-lineares Problem ?

Schnittstellen
Hier weiß ich nichts zu sagen, außer dass es welche gibt. Zwischen dem Pre- und Postprozessor und dem Solver, und dazu noch zwischen CAD- Software und FEM-Software.
Kann mir jemand ein paar Schnittstellen nennen oder noch ein Stichwort zum googeln oder Inhalte die ich übernehmen kann ?
Auf Nachfrage sagte mein Prof ich soll noch was zu "Umsetzungsproblemen" recherchieren. Hat jemand einen Tipp für mich was er da meint ?

Ich hätte gern den Punkt Schnittstellen gelöscht und die zwei Sätze mit zu dem anderen gelegt. Aber der Prof will da nen eigenen Punkt. Ich wäre echt dankbar wenn mir jemand da was sagen könnte womit ich ein paar Minuten Vortrag überbrücken kann und einen eigenen Unterpunkt rechtfertigen.

beste Grüße,
Markus

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>>...zum Einen auf Grund mangelnden Verständnisses zum Andern auf Grund mangelnder Quellen....

Du siehst hier im Forum die namhaften Anwendungen.
Schau Dir im Internet die Seiten der Hertsller und der großen Reseller an. Dort findest Du jede Menge Informationen.
Wir setzen Ansys ein, www.ansys.com oder www.cadfem.de.

>>IT-Applikationen

Deine Aussagen sind zwar korrekt, aber man kann den Titel auch völlig anders interpretieren: Ich würde die namhaften Produkte und ihre Hersteller nennen und eventuell ein paar Worte über deren Entstehungsgeschichte hinzu fügen.

>>Wonach richtet sich die Auswahl der Kombination pre/solver/post ?

Meist kauft man in sich geschlossene Pakete wie Ansys oder Nastran, alles aus einer Hand, gute Unterstützung durch den hersteller.
Wenn man besondere Zusammenstellungen vornimmt, dann entweder aus Kostengründen oder wegen besonderer Anforderungen.

>>Was kostet ein professioneller FEM Arbeitsplatz in etwa ?

Das fängt mit Freeware an und ist nach oben offen.
Geh mal davon aus, daß eine gute Grundausstattung ab 20.000€ Software + 5.000€ Hardware zu erhalten ist.

>>Die Software an sich läuft auf einem "normalen" PC oder braucht man da einen extra Rechner ?

FEM-Programme brauchen viel Rechenleistung und Arbeitsspeicher.
Auf einem einfachen "Office"-PC wird man kaum mehr als Übungsbeispiele berechenen können. Auch hier sind die Kosten nach oben offen, je nach Bedarf.

>>Wie lange dauert eine FEM-Simulation ?

Von wenigen Minuten bis zu mehreren Tagen, je nach Problem und Rechenleistung. Meist spendiert man so viel Geld, daß die gängigen Probleme nicht länger als einige Stunden zur Berechnung brauchen.

>>Kann mir jemand ein Beispiel geben für ein lineares und ein nicht-lineares Problem ?

Lineares Problem: Festigkeit / Verbiegung eines starren Körpers innerhalb der "sicheren" Belastungsgrenzen des Materials.

Nichtlineares Problem:
Bewegliche Anordnungen mit Kontakten / Schaltern.
Belastung von Material über die Grenzen linearen Verhaltens hinaus.

>>Schnittstellen

Die namhaften CAD-Systeme findest Du bei cad.de in der Rubrik CAD.
Neben der Übernahme von Geometrie gibt es aber auch Kopplungen zu anderen Simulatoren wie z.B. MatLab.

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R.Schulze

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Zitat:

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Original erstellt von MarkusHL:
FEM Software besteht aus Preprocessor, Solver und   Postprocessor
Preprocessor: da werden die Daten eingegeben (Materialdaten, Netzdichte, Randbedingungen)
Solver: berechnet das Modell
Postprocessor: Zeigt das Modell an

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Ich würd's so formulieren:

Preprocessor: dient zur Erstellung des Berechnungsmodells
Solver: berechnet das Modell
Postprocessor: zeigt die Ergebnisse an

Pre- und Postprozessor werden meistens in einem Tool zusammengefaßt (Beispiel: PATRAN).

Zitat:

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Wonach richtet sich die Auswahl der Kombination pre/solver/post?

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Nach Anwendungsfall und Fähigkeiten des Tools. In die Kaufentscheidung sollten außerdem die Qualität von Service und Support des Anbieters einfließen. Kosten sollten immer zweitrangig sein (jaja, ich weiß...).

Zitat:

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Gibt es irgendwo eine Quelle, welche Software wofür benutzt wird und welche Kombinationen von Pre/Solver/Post benutzt werden können?

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Eine allumfassende fällt mir jetzt so aus dem Stand nicht ein. Ích würde mich als erstes an den Homepages der namhaften FEM-Anbieter orientieren, was die ihren Programmen selbst an Fähigkeiten und Anwendungsbereiche zuschreiben. Um mal selbstverständlich ohne Anspruch auf Vollständigkeit ein paar zu nennen:

Für lineare Strukturmechanik: Nastran

Für nichtlineare Strukturmechanik: Abaqus, Marc/Mentat, Adina

Für allgemeine, nichtlineare Anwendungen (Multi Physics): Ansys

Für Crash: LS-Dyna, Radioss, PAM-Crash, Abaqus Explicit

Für Kaltumformung: SimuFact, Forge, DeForm

Für Blechumformung: SimuFact, AutoForm, PAM Stamp, LS-Dyna, Abaqus Explicit

Für Schmiedesimulation: Forge

Reine Pre/Postprozessoren: Hyperworks, Patran

Natürlich gibt es noch jede Menge mehr. Wenn Du ein wirklich gutes, kostenloses Tool ausprobieren willst, kann ich Dir Z88 und Z88 Aurora ans Herz legen.

Zitat:

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Schnittstellen
Hier weiß ich nichts zu sagen, außer dass es welche gibt. Zwischen dem Pre- und Postprozessor und dem Solver, und dazu noch zwischen CAD- Software und FEM-Software.Kann mir jemand ein paar Schnittstellen nennen oder noch ein Stichwort zum googeln oder Inhalte die ich übernehmen kann ?

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Pre- und Postprozessoren schreiben in der Regel ein Input-Desk heraus, das direkt auf den jeweiligen Solver abgestimmt ist. Nur als Beispiel: Mentat und Simufact nutzen beide den MARC-Solver und schreiben daher ein DAT-File heraus, das sie an den Solver übergeben (das ist ein ASCII-File, in dem die Knotenkoordinaten, die Inzidenztabelle, die Werkstoffdaten, die Randbedingungen und der ganze übrige Kram drinstehen). Der Solver rechnet und schreibt wiederum seine Ergebnisse in einem bestimmten Datenformat heraus, die der Postprozessor lesen kann. Im Falle von Simufact und Marc/Mentat sind das die sogenannten t16- und die t08-Files.

Dann gibt es die Schnittstellenformate, mit Hilfe derer Geometrien aus CAD-Programmen an einen Preprozessor übergeben werden können. Die wichtigsten sollten bekannt sein: IGES, STEP, VDA, STL, DXF.

Und dann gibt es noch die Schnittstellenformate, mit denen ein FEM-Modell von einem an einen anderen Preprozessor übergeben werden kann. Beispielsweise das Universalformat. Auch das Nastran- und das Patranformat kann von mehreren Systemen gelesen werden. Deren Fähigkeiten der Übertragbarkeit sind aber unterschiedlich.

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