Vorteile für den Benutzer
Beim Computer-Aided Engineering (CAE) kommt es während des gesamten Design-Entwicklungsprozesses zu zahlreichen Design-Änderungen, bis das endgültige Modell alle Designkriterien erfüllt. Jede dieser Konstruktionsänderungen muss analysiert und ihre Einflüsse auf die Simulationsergebnisse verglichen und bewertet werden. SimCompare ist ein Werkzeug zur einfachen Analyse der Auswirkungen von Design-Änderungen in Bezug auf die Datenfunktionen.
SimCompare hebt automatisch die relevanten Bauteile über den Zeitverlauf zusammen mit lokalen Hotspots in Bezug auf Konstruktionsänderungen hervor. Auf diese Weise erhalten Anwender Einblicke in Auswirkungen von Designänderungen, beginnend mit nur zwei Simulationen. Insbesondere ist es nicht mehr erforderlich, eine Simulationsdatenbank einzurichten. Eine manuelle Bestimmung der Unterschiede ist nicht mehr notwendig. Um die Einflüsse von Design-Änderungen zu dokumentieren, erstellt die Software einen Bericht, der automatisch für jeden Analyselauf angepasst wird.
Automatische Ereigniserkennung
Die Entwickler von SimCompare bei Fraunhofer SCAI kombinieren Mathematik und Maschinelles Lernen, um vorhandenes Anwendungswissen in Datenanalysemethoden zu integrieren. Damit stellt SimCompare einen wichtigen Schritt zur automatischen Ereigniserkennung in einem Gesamtworkflow der Simulationsdatenanalyse dar. Das Werkzeug erlaubt es, einen Design-Baum systematisch zu analysieren und durch Design-Änderungen verursachte Abweichungen zu erkennen. SimCompare lässt sich Hand in Hand mit der SCAI-Software ModelCompare zur Identifizierung von durch Modellanpassung realisierten Entwurfsmaßnahmen einsetzen.
Nahtlose Schnittstelle als Plug-in
SimCompare ist als Plug-in für GNS Animator oder als eigenständiges Batch-Tool erhältlich. Die Ergebnisse werden direkt in Animator visualisiert. Somit benötigt man beim CAE kein zusätzliches Werkzeug und kann die SimCompare-Analyse leicht in einen etablierten Analyse-Workflow integrieren.
Vergleich auf der Grundlage von Funktionen für Knoten- und Elementdaten
Beliebige, in den Simulationsmodellen verfügbare, Funktionen für Knoten- oder Elementdaten (etwa plastische Dehnungen, Verschiebungen) als auch die Funktion der versagten Elemente können über das Plug-In oder über eine Konfigurationsdatei zum Vergleich ausgewählt werden. Zur Analyse von Verschiebungen können Starrkörperbewegungen durch Setzen entsprechender Ankerpunkte extrahiert werden. Dadurch lassen sich detaillierte Einblicke in lokale Einflüsse auf beispielsweise Verformungen, plastische Dehnungen und Spannungen im Hinblick auf eine bestimmte Konstruktionsänderung (Maß) gewinnen.
Ermittlung stark beeinflusster Bauteile
Die Unterschiede für einzelne Bauteile werden für ähnlich diskretisierte FE-Modelle berechnet. SimCompare verwendet spezialisierte und etablierte Abbildungstechniken, die vom SCAI-Werkzeug ModelCompare bekannt sind. Dies ermöglicht Vergleiche von Modellen mit geänderten oder kombinierten Bauteilen. Die am stärksten betroffenen Bauteile filtert die Software automatisch heraus, um Einflüsse von Konstruktionsänderungen systematisch zu erkennen. Zudem ermöglicht die grafische Benutzerschnittstelle von SimCompare es, Ergebnisse im Zeitverlauf interaktiv zu erforschen. Die Software informiert darüber, welche Ereignisse lokal auftreten (Bauteil ID und Ort) und wann diese Ereignisse auftreten (Zeitbereich).
Mehrere Vergleichsmaße
Es stehen mehrere Vergleichsmaße (Metriken) zur Verfügung, um sich auf globale oder lokale Einflüsse zu konzentrieren. Diese können auf Wunsch auf andere ingenieursbasierte Metriken, einschließlich Expertenwissen, erweitert werden.
Visualisierung lokaler Ergebnisse
Abweichungen werden in beiden Modellen, sowohl knoten- als auch elementweise, im deformierten Gitterzustand visualisiert. Eine Ausnahme bildet die Visualisierung der Abweichungen in versagten Elementen. Diese werden auf dem nicht deformierten Gitter unter Einblendung der versagten Elemente angezeigt. Diese Funktionalität vereinfacht die Erkennung lokaler Hotspots. Das gesamte Fahrzeug oder die relevanten Bauteile werden angezeigt, um einen Überblick über die Auswirkungen von Konstruktionsänderungen zu erhalten.
Automatische Berichterstellung und Speicherung der Ergebnisse
Die automatische Erstellung von PDF-Berichten erleichtert die Archivierung von Analyseergebnissen. Zusätzlich werden alle Unterschiede knoten-/elementweise zum Laden im Präprozessor-Werkzeug gespeichert. Die Vergleichsergebnisse speichert SimCompare bauteilweise in strukturierten JSON-Dateien, die die weitere Nachbearbeitung unterstützen. Damit wird die Integration der Ergebnisse in Simulation-Data-Management (SDM)-Tools stark vereinfacht.
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI
