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Simulation und Festigkeitsbewertung – virtuelle Performancetests

Die IMA Dresden realisiert Ingenieurdienstleistungen entlang der gesamten Entstehung, aber auch im Einsatz eines Produktes unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Anforderungen nach verkürzten Produktionsentwicklungszeiten und nach innovativen und qualitativ hochwertigen Designs mit besserer Materialeffizienz und gewichtsoptimalen Strukturen für optimalen Kraftfluss.

In der Entwicklungsphase treffen wir Aussagen zur Bemessung von Bauteilen und bieten Ihnen die Möglichkeit, verschiedene Konstruktionsvarianten zu vergleichen. Wir treffen Aussagen zur Lebensdauer, indem wir Lastannahmen stellen, konkrete fertigungsverfahrensabhängige Bauteilfestigkeiten ermitteln und Spannung, Verformung und Stabilität untersuchen.

Mittels rechnerischer und experimenteller Nachweise der Betriebs- und Dauerfestigkeit ermitteln wir, wie viel dynamische Beanspruchung eine Konstruktion erträgt, welche Dimensionierung die besten Festigkeitswerte erzielt oder wie das Eigenschwingungs- und Resonanzverhalten die Strukturfestigkeit beeinflusst. Und wir berechnen und bewerten die Lebensdauer. Unsere Ergebnisse unterstützen Sie bei der Optimierung Ihrer Bauteile bereits im Entwicklungsstadium.

Falls erforderlich, erfassen wir Beanspruchungen im realen Einsatz durch entsprechende Messungen, Messfahrten und Dauerüberwachung.

Unser Leistungsspektrum

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Messungen und Messfahrten

Beanspruchungen im realen Einsatz werden je nach Anwendungsfall durch Messungen, Messfahrten und Dauerüberwachung erfasst. Wir führen Messungen mechanischer und elektrischer Größen bei statischer und dynamischer Beanspruchung unter Betriebsbedingungen durch, installieren komplette Messketten einschließlich Prozessanpassung.

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Software- und Softwarelösungen

Das Management von Daten und Dokumenten aus Prozessabläufen in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Simulation und Berechnung, Labor, Qualitätsmanagement, Process Development und Produktionsplanung haben wir gelöst - mit den WIAM® Datenbanksystemen bieten wir passende Softwarelösungen mit flexiblen Datenstrukturen, Darstellungsmöglichkeiten und Auswertungen.

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Training und Seminare

Profitieren Sie von unserem branchenübergreifenden Know-How: In Schulungen und Seminaren direkt bei Ihnen im Unternehmen oder an unserem Standort erhalten Sie umfangreiches Fachwissen - von Lehrgängen für zerstörungsfreie Prüfung (ZfP/NDT) über die FKM-Richtlinie „Rechnerischer Festigkeitsnachweis von Maschinenbauteilen“ bis hin zu Software-Anwenderschulungen für WIAM® fatigue RIFEST.

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Werkstoffdatenbanken

Die Datenbanken unserer WIAM®-Produktlinie stellen Werkstoffinformationen und Kennwerte bereit, welche für die Werkstoffauswahl, Konstruktion, Normung, Berechnung und Simulation zuverlässig genutzt werden. Der Datenpool greift auf Material- und Grundlagenversuche aus den letzten fünf Jahrzehnten zurück, und neue Werkstoffe werden systematisch integriert.

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Luftfahrt

Sei es für den Nachweis der Lebensdauer oder für die Zulassung des Flugzeugbauteils - im Sinne zuverlässiger Resultate prüfen, simulieren oder berechnen die IMA-Ingenieure jegliche Konstruktionsgruppen eines Flugzeuges wie z. B. Rumpfwerke, Tragwerke, Leitwerke, Fahrwerke und Triebwerke sowie Interieurkomponenten.

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Automobile

Leistungsstark für jeden Fahrzeugtyp – unsere Festigkeitsversuche, Zulassungsversuche oder Entwicklungsversuche sind für die Überprüfung der Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Automobilbauteilen und -komponenten, medienführenden Systemen, elektrischen Komponenten sowie Werkstoffen nachweislich zuverlässig.

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Schienenfahrzeuge

In unserem Prüf- und Entwicklungszentrum prüfen wir sämtliche Schienenfahrzeugkomponenten und Werkstoffe auf Festigkeit und Lebensdauer. In puncto Produkt- und Betriebssicherheit sowie Qualitätssicherung bündeln wir in unserem Haus die Kräfte aus den Bereichen Erprobung und Test-Design mit Messung, Berechnung, Simulation und Festigkeitsnachweis sowie Konstruktion.

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Medizinprodukte

Bei der Zulassung und Entwicklung von Medizinprodukten unterstützen wir insbesondere mit Festigkeits- und Verschleißprüfungen von Gelenkendoprothesen, Osteosyntheseprodukten, Traumatologie-Produkten, chirurgischen Instrumenten und Hautklebern nach Norm- oder Sonderprüfverfahren.

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Materialprüfung Kunststoffe und Verbundwerkstoffe

Vom Grundwerkstoff über die Fertigungstechnologie bis zur Zulassung des fertigen Produktes - unsere Werkstoffprüfungen sind DAkkS- und NADCAP-akkreditiert. Dies umfasst sowohl statische, zyklische und dynamische Prüfungen als auch statische Langzeitprüfungen, inklusive Probenfertigung.

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Materialprüfung Metalle

Unsere Werkstoffspezialisten begleiten Sie bei der Durchführung Ihrer Prüfprogramme sowie Standardisierung, Zulassung und Zertifizierung von Werkstoffen oder Herstellungsverfahren. Dabei stehen wir während des gesamten Prüfablaufs an Ihrer Seite, von der Beratung, Versuchsplanung und Probenfertigung, über die Prüfung an sich bis hin zum fertigen Prüfbericht.

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Gestützt auf international verbreitete, leistungsfähige Softwaresysteme, bietet die IMA Dresden Ihnen umfassende Optionen der FEM- und MKS-Analysen und konstruktionsbegleitenden Berechnungen.

FEM-Analysen

Erfahrene Berechnungsingenieure der Fachgebiete Statik, Betriebsfestigkeit und Dynamik stehen zur Verfügung, um auf Basis von FE-Analysen Ihre Produkte zu dimensionieren bzw. in Masse und Form zu optimieren. Dabei ermitteln wir Spannungen und Verformungen, untersuchen das Stabilitätsverhalten, erbringen statische, Betriebs- und Dauerfestigkeitsnachweise, bewerten Eigenformen und Resonanzen, analysieren und begutachten Schäden.

Statische Analysen

  • Spannungen und Verformungen (linear, stofflich oder geometrisch nichtlinear)
  • Beulen und Stabilität
  • Kontaktsimulation mit/ohne Reibung
  • Materialeigenschaften (isotrop/orthotrop, plastisch/elastisch/viskos, Composites)

Analysen der Ermüdungsfestigkeit

  • Bestimmung des zeitlichen Lastverlaufes und der Beanspruchungskollektive
  • Nachweise von Dauer-, Zeit- und Betriebsfestigkeit im Anschluss an FE-Analysen

Dynamische Analysen

  • Eigenfrequenzen und Eigenformen
  • Transiente Vorgänge
  • Harmonische Analysen

Komfortabler Datenaustausch erfolgt mit Ihnen via CAD-Schnittstellen (u. a. Iges, Parasolid, Step, Acis, Pro/E) bzw. FE-Schnittstellen (Nastran, Ansys, Marc u. a.).

Beispiel-Referenzen in Industrie und Forschung

  • Statische Analysen einschließlich statischer und dynamischer Festigkeitsnachweise sowie Optimierungen von Fahrzeugbaugruppen und -strukturen z. B. Gesamtstrukturen, Rahmen, Antriebs- bzw. Triebwerksbaugruppen, Radsatzlagergehäuse
  • Festigkeitsnachweise und Schwingungsberechnungen einschließlich Fahrkomfort sowie statische und dynamische Grundsatzuntersuchungen von Schienenfahrzeugstrukturen verschiedener Bauweisen, z. B. Stahl, Faserverbundwerkstoffe, Hybrid-Lösungen
  • Statische und dynamische Untersuchungen von Hochspannungsimpulsprüfanlagen, u. a. Erdbebennachweise
  • Statische Analysen von Schalenstrukturen aus Faserverbundwerkstoffen einschließlich nichtlinearer Beuluntersuchungen z. B. Fronthauben für Eisenbahnen, Flugzeugrumpfschalen, Tonnen- und Kuppelschalenstrukturen

 

 

Festigkeitsbewertungen

IMA Dresden steht Ihnen mit leistungsfähiger Technik zur Verfügung, um Beanspruchung und Zuverlässigkeit von Bauteilen und Strukturen nach der Finite Elemente-Methode zu analysieren und Festigkeitsnachweise durchzuführen.

Wir treffen Aussagen zur Sicherheit von Konstruktionen in Form von

  • statischen Festigkeitsnachweisen
  • Betriebsfestigkeitsnachweisen
  • Dauerfestigkeitsnachweisen sowie durch
  • Untersuchungen zum Fahrkomfort

auf Basis von berechneten und gemessenen Spannungen.

Das komplette vorhandene Wissen zur Festigkeitsbewertung steht gleichfalls für die Messdatenanalyse sowie für die Erstellung von Prüflasten für Festigkeitsversuche zur Verfügung.

Wir sorgen für den Abgleich unserer Berechnungen mit eigenen Messergebnissen, optimieren Massen und Formen sowohl für statisches als auch für dynamisches Verhalten, analysieren und begutachten Schäden.