Effiziente Simulation durch Modellordnungsreduktion

Kurzfassung Bei der thermo-elastischen FE-Modellierung großer Werkzeugmaschinen-(WZM)-Strukturen entstehen komplexe, rechenintensive Modelle. Die Verringerung der Rechenzeit ist essentiell sowohl für die Designoptimierung als auch für die steuerungsintegrierte Korrektur thermischer Verformungen. In diesem Artikel wird gezeigt, wie ein komplexes thermo-elastisches FE-Modell einer Werkzeugmaschinen-Baugruppe zu einem kompakten, rechenzeitsparenden Berechnungsmodell reduziert wird. Die Anwendung der im Beitrag vorgestellten Verfahren bringt im Vergleich zur konventionellen thermo-elastischen FE-Simulation eine Rechenzeitverkürzung bis zu einer Größenordnung von 1: 1000 bei praktisch vernachlässigbarem Genauigkeitsverlust. Das Verfahren wird an der Ständer-Baugruppe einer Fräsmaschine demonstriert.