Los tanques agitadores son ampliamente utilizados en diferentes industrias, en donde la eficiencia de las operaciones de mezclado tiene un impacto tanto en los costos como en la calidad del proceso, si a esto se le añade que para poder mantener la competitividad en el mercado, el tiempo de desarrollo del producto debe ser el menor posible y a un bajo costo, por ese motivo es necesario optar por nuevas formas para realizar nuevos diseños. En muchas empresas fabricantes de gran envergadura, el uso software de optimización se está convirtiendo en una herramienta ideal para conseguir estos objetivos. En este trabajo se utilizó las herramientas computacionales ANSYS CFX, MECHANICAL y DESIGN EXPLORATION para realizar una metodología que permita realizar la simulación numérica tanto a nivel de fluidos y estructural como para realizar la optimización de un modelo de tanque agitador. Para la elaboración de este procedimiento se optó por variar en un rango determinado ciertos parámetros geométricos y de funcionamiento. En el estudio fluido dinámico se trabajó tres fluidos: agua, metanol y aire, en donde los dos primeros se modelaron como “multicomponentes” es decir como fluidos miscibles, mientras que la interacción con el aire se modelo como “superficie libre”. Para esto, se utilizó el modelo de turbulencia SST (Shear Stress Transport), el cual demostró en un estudio anterior ser el que más se ajusta al ser contrastado con resultados experimentales, además se empleó los modelos de “marco de referencia móvil (MRF)” y de “Frozen Rotor” para tratar la interacción entre las partes móviles (rotor) y partes estáticas (tanque y deflectores). Para el análisis estructural se utilizó la metodología de interacción fluido-estructura (FSI) del tipo “unidireccional (one-way)” para determinar los esfuerzos y deformaciones en cada diseño. Finalmente, se utilizó el método de la superficie de respuesta (RSM) como base para la optimización, donde se utilizó un algoritmo estocástico (MOGA) como buscador de soluciones óptimas en el modelo del tanque agitador parametrizado, el cual consta de tres variables de entrada (ángulo de alabe, altura de impulsor y velocidad de rotación) y dos funciones objetivos: maximizar grado de mezcla y minimizar la potencia consumida. El presente estudio demuestra que la velocidad y el ángulo son los parámetros más incidentes en las funciones objetivas mencionadas anteriormente y que al variar estos parámetros se pueden obtener mejoras significativas en los resultados. En este estudio en particular se encontró que el ángulo de 60 grados y una altura de 300mm con respecto al tanque, mejora en un 8% y 36% el consumo de potencia y grado de mezcla respectivamente, para las configuraciones del tanque dadas.

PTC Creo strives to provide users with a fully integrated analysis tool which aids in the steps of product development. It includes real-time design guidance from the earliest concepts with “Creo Simulation Live”, high fidelity simulation tailored to the Creo User with “Creo ANSYS Simulation”, “Creo Simulate” and “Creo Simulate Advanced”, a means of autonomously creating designs tailored to the requirements with “Cre Generative Solutions” and flow and particle simulation with “Creo Flow Analysis”.

Die Anwendung des Verfahrens der inversen Parameteridentifikation auf die Nanoindentation mit einer neuen Materialklasse (amorphe Legierungen) ist Hauptgegenstand der vorliegenden Arbeit. Um die Methode auf ihre Zuverlässigkeit hin zu überprüfen, werden darüber hinaus die drei Härtevergleichsplatten HV240, HV400 und HV720 sowie das oxidische Glas BK7, deren Nanoindentationsmessungen von Dipl.-Ing. André Clausner schon zu einem früheren Zeitpunkt vorgenommen wurden, zur Berechnung herangezogen. Die Auswahl der Materialien erfolgte so, dass diese einen möglichst großen Bereich von Y abdecken, von BK7 bis hin zu HV240. Damit soll gezeigt werden, dass das Verfahren der inversen Parameteridentifikation für einen großen Bereich von natürlich vorkommenden Materialien genutzt werden kann. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Bestimmung des Fließverhaltens, das durch die Parameter Fließgrenze1 Y und Verfestigungsexponent n erfolgt. Ziel ist es, in Zukunft auf weitere Experimente, die bisher zur Bestimmung der mechanischen Materialeigenschaften genutzt wurden und häufig zur Zerstörung der Proben führten, verzichten zu können. Für viele Gläser, z.B. BK7, sind derartige zerstörende Versuche nicht anwendbar, weil spröde Materialien splittern statt plastisch zu fließen. Dieser Arbeit liegt die Methode der Finiten-Elemente zugrunde, um eine inverse Parameteridentifikation zu realisieren. Sie wird hier eingesetzt, weil es sich bei plastischer Verformung um einen nichtlinearen Prozess2 handelt, der analytisch nicht mehr geschlossen gelöst werden kann. Die Simulationssoftware ANSYS R und ein Optimierungsmodul (SPC-OPT) der Fakultät für Maschinenbau dienen zur Berechnung. Bei der Simulation werden dabei ein zweidimensionales Modell und ein realitätsnahes dreidimensionales Modell eingesetzt.

In vielen industriellen Anwendungen sind Dichtungen im Einsatz. Vergleicht man den Preis mit dem eines Gesamtsystems, in denen Dichtungen verwendet werden, so sind Dichtungen verhältnismäßig günstig. Jedoch führt ein Versagen von Dichtungen meist zu schwerwiegenden Konsequenzen. Dichtungen sind komplexe Subsysteme und ihre Auslegung erfordert umfangreiche Kenntnisse im Bereich Materialmodellierung, Belastung und Versagenskriterien. Die heutige Simulationstechnologie ermöglicht einen parametrischen Workflow für die Berechnung des Verhaltens von Dichtungen mit den auftretenden Effekten wie nichtlinearem Materialverhalten, wechselnden Kontaktbedingungen und Flüssigkeitsunterwanderung bei Druck. Als ein führendes Simulationswerkzeug für diese physikalische Fragestellung wird ANSYS Mechanical für die Auslegung herangezogen. Desweiteren kann das Verständnis für das Produkt erhöht werden, was zu einer Verbesserung der Funktionalität und der Zuverlässigkeit führt. Versuchsdaten können als Spannungs-Dehnungskurven in ANSYS importiert werden, welche das Materialverhalten des hyperelastischen Werkstoffs mit traditionellen Materialmodellen wie Mooney Rivlin, Ogden and Yeoh oder einer neueren Formulierung, der Antwortfunktionsmethode, widerspiegeln. Robuste Kontakttechnologien beschleunigen die Simulation und Entwicklungszeit-Berechnungszeiten und gewährleisten ein genaues Verhalten des Simulationsmodells. Insbesondere bei Dichtungen ist die druckbeaufschlagte Fläche in 2D und 3D Anwendungen von Bedeutung. ANSYS berechnet diese automatisch in Abhängigkeit des aktuellen Kontaktzustandes. Diese benutzerfreundliche Unterstützung führt zu einer höheren Genauigkeit des Simulationsergebnisses, da ein manuelles Schätzen der Druckflächen entfällt. Mit einem parametrischen und durchgängigen Ansatz innerhalb von ANSYS Workbench, beginnend bei der CAD-Geometrie, über die Vernetzung, Material- und Randbedingungsdefinition und Lösung. können eine Reihe von Varianten in kurzer Zeit berechnet werden. Neben einem besseren Verständnis für das Produkt hilft dies dem Ingenieur Änderungen vorzunehmen, was zu exakten und aussagekräftigen Ergebnissen führt. Desweiteren kann der Einfluss von Unsicherheiten berücksichtigt werden, sodass der Berechnungsingenieur fernab von idealen Bedingungen robuste und zuverlässige Dichtungen entwickeln kann.

Geotechnische Problem- und Fragestellungen befassen sich zunehmend mit der komplexen Interaktion unterschiedlicher physikalischer Prozesse. Ein Beispiel sind hydro-mechanische Wechselwirkungen, die in verschiedenen Anwendungsbereichen eine große Rolle spielen (Hydraulic Fracturing, Bewertung von Barriereintegrität, Böschungsanalysen, etc.). Numerische Simulationen helfen dabei, umfangreiche multiphysikalische Vorgänge abzubilden. Zur hinreichend genauen und effizienten Bearbeitung kann es jedoch sein, dass die Anwendung eines einzelnen spezialisierten Softwarepaketes nicht ausreicht und nur Softwarekopplungen Abhilfe schaffen. Die vorliegende Arbeit erweitert die geomechanische Komplexität einer hydro-mechanischen Kopplung auf visko-elasto-plastisches Materialverhalten im Salinar. Betrachtet werden langandauernde und großräumig induzierte Fluidbewegungen in den durch Volumenkonvergenz charakterisierten lösungserfüllten Abbauen in einem generischen Kali- bzw. Steinsalzbergwerk. Zur Bearbeitung der Problemstellung wird eine grundlegende Methode zur Kopplung der numerischen Codes FLAC3D und Ansys Fluent entwickelt, detailliert vorgestellt und verifiziert. Unterschiedliche Modellszenarien in Bezug auf die initiale Fluidverteilung simulieren eindrucksvoll das Strömungsverhalten im generischen Grubenmodell unter Ausbildung eines freien Fluidspiegels oder eines Überdrucks im eingeschlossenen Fluid. Die Ergebnisse werden umfassend analysiert und das Potenzial zu Effizienzsteigerung durch die Softwarekopplung aufgezeigt. / Geotechnical problems and questions are progressively dealing with complex interactions of different physical processes. An example is hydro-mechanical coupling playing an important role in various research topics and applications (e.g. hydraulic fracturing, assessment of barrier integrity and slope analysis). Numerical simulations help to model extensive multi-physical processes. However, for an accurate and efficient processing, using a single specialized numerical code may not be sufficient and solutions can be obtained only with software couplings. The presented work extends the geomechanically complexity of a hydro-mechanical coupling by visco-elasto-plastic material behaviour in salt formations considering long-lasting and large-scale induced fluid flow within solution-filled cavities in a generic potash or rock salt mine, due to volume convergence. For solving this problem, a basic method for coupling the numerical codes FLAC3D and Ansys Fluent is developed, presented, and verified in detail. Different model scenarios in respect to initial fluid saturation are simulating the fluid flow in the generic mine model, depicting either a free fluid surface or an excess pressure in the trapped fluid. The results are analysed, and the potential for the increase of efficiency through the software coupling of FLAC3D and Ansys Fluent is demonstrated.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 9. Anwendertreffen SAXSIM fand am 28.03.2017 an der TU Chemnitz statt. / The Chair of Assembly and Handling Technology, which belongs to the Faculty of Mechanical Engineering, has organized the annual simulation user meeting SAXSIM since 2009.  Select contributions will be published in conference proceedings.  The 9th SAXSIM user meeting took place at Technische Universität Chemnitz on March 28, 2017.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 9. Anwendertreffen SAXSIM fand am 28.03.2017 an der TU Chemnitz statt.:- Multiphysikalische Systemsimulation mit SimulationX / Adam Burkhard - Modellierung & Simulation des Plasmaschweißens zur Entwicklung innovativer Schweißbrenner / Dr.-Ing. habil. Khaled Alaluss - Dynamischer Partikelbruch: Modelldefinition, Kalibrierung und Anwendung / Dr.-Ing. Luca Benvenuti - Konstruktionsbegleitende Toleranzsimulation mit CETOL 6 σ unter Verwendung der GPS-Strategie DIN EN ISO 14638 und DIN EN ISO 8015 / Dipl.-Ing. (FH) Christoph Bruns - PTC CREO SIMULATE ENGINE UPDATES / Dr. Arun Chavan - CREO SIMULATE : ROADMAP / Jose Coronado - Simulationsbasierte Entwicklung und Optimierung von Werkzeugmaschinen / Dipl.-Ing. Uwe Eiselt - Validierung des Kontaktmoduls der Freeware Z88Aurora anhand analytischer Beispiele und kommerzieller FE-Systeme / Christian Glenk M.Sc. - Mehrkörpersimulation eines ebenen Koppelgetriebes mittels Matlab/ADAMS-Co-Simulation / Dipl.-Ing. Christian Gollee - Numerische Auslegung des Mehrlagenschweißens als additives Fertigungsverfahren / Dr.-Ing. Marcel Graf - Berechnung und Simulation von Kurvenschrittgetrieben / Dr.-Ing. Andreas Heine - Parameterstudien und Co-Simulation ebener Koppelgetriebe / Stefan Heinrich M.Sc. - Erfassung, Simulation und Weiterverarbeitung menschlicher Bewegungen mit DYNAMICUS / Dipl. -Math. Heike Hermsdorf - Linear Dynamic System Analyses with Creo Simulate / Dr.-Ing. Roland Jakel - Strömungssimulation zur Optimierung von Flussfeldern in PEM-Brennstoffzellen / Philipp Jendras M.Sc. - Konvergenz eines plastischen Multiphysics-Kontaktes in der Pressschweißsimulation - Herausforderungen und Lösungsansätze / Jonny Kaars M.Eng. - Kurvenabgleich zur Bestimmung eines Systemverhalten und von Materialparametern / Dipl.-Ing. Rene Kallmeyer - Die kinematische und statische Analyse eines Biglide-Getriebes mit Hilfe der Programme Mathcad und GeoGebra / Dr.-Ing. Hanfried Kerle - Möglichkeiten der TexMind Software für Generierung von textilen Strukturen für FEM Simulationen und CAD Anwendungen / Prof. Dr. Yordan Kyosev - Prozesssimulation einer Rotorflechtmaschine nach „Horn“ zur Ermittlung der Flechtfadenspannung / Robert Laue M.Sc. ; Dr.-Ing. Daniel Denninger - Bruch einer Königswelle einer 6300 t Presse / Prof. Dr-Ing. Uwe Mahn - Strukturzuverlässigkeit durch Frequenzganganalyse mit Finite-Elemente-Methode im Rahmen des Projektes DRESDYN / Dipl.-Ing. M.Eng. Anton Melnikov - Systemübergreifender Simulationsansatz zur Auslegung, Fertigung und Qualitätssicherung am Beispiel einer Bogenverzahnung / Dipl.-Ing. Jürgen Merz - Integrative Prozess- und Bauteilsimulation für kurzfaserverstärkte Spritzgießbauteile / Dr.-Ing. Sascha Müller - Computergestützte Simulationsschnittstelle - Optimierte Systementwicklung / Dipl.-Ing. Sam Nezhat - Formatabhängige hochdynamische Bewegungen mit Servoantrieben / Dipl.-Ing. Dipl.-Inform. Rainer Nolte - Integration der Diskrete Elemente Methode in die domänen-übergreifende Systemsimulation / Dipl.-Ing. Christian Richter - Mehrkörpermodellierung und Validierung einer 3 MW Windturbine / Andreas Schulze M. Sc. - Vergleich von Stützstrukturen für die additive Fertigung: Creo Parametric/Simulate 4.0 & ProTOpCI / Dipl.-Ing. (FH) Urs Simmler - MFBD-Simulation des Nadeleindringens in ein Gewebephantom am Beispiel der Stanzbiopsie / Thorsten Speicher M.Eng. ; Katharina Hauschild M.Sc. - ANSYS AIM: Der Konzeptsimulator für alle / Dipl.-Ing. Marc Vidal - Neue Schweißfunktionalität in Creo 4 mit den daraus entstehenden Vorteilen zur Simulation / Axel Waidmann - Entwicklung eines zwangläufigen Schneid- und Fixiersystems für den Einsatz in einem Tapelegekopf / Dipl.-Ing. Rainer Wallasch / The Chair of Assembly and Handling Technology, which belongs to the Faculty of Mechanical Engineering, has organized the annual simulation user meeting SAXSIM since 2009.  Select contributions will be published in conference proceedings.  The 9th SAXSIM user meeting took place at Technische Universität Chemnitz on March 28, 2017.:- Multiphysikalische Systemsimulation mit SimulationX / Adam Burkhard - Modellierung & Simulation des Plasmaschweißens zur Entwicklung innovativer Schweißbrenner / Dr.-Ing. habil. Khaled Alaluss - Dynamischer Partikelbruch: Modelldefinition, Kalibrierung und Anwendung / Dr.-Ing. Luca Benvenuti - Konstruktionsbegleitende Toleranzsimulation mit CETOL 6 σ unter Verwendung der GPS-Strategie DIN EN ISO 14638 und DIN EN ISO 8015 / Dipl.-Ing. (FH) Christoph Bruns - PTC CREO SIMULATE ENGINE UPDATES / Dr. Arun Chavan - CREO SIMULATE : ROADMAP / Jose Coronado - Simulationsbasierte Entwicklung und Optimierung von Werkzeugmaschinen / Dipl.-Ing. Uwe Eiselt - Validierung des Kontaktmoduls der Freeware Z88Aurora anhand analytischer Beispiele und kommerzieller FE-Systeme / Christian Glenk M.Sc. - Mehrkörpersimulation eines ebenen Koppelgetriebes mittels Matlab/ADAMS-Co-Simulation / Dipl.-Ing. Christian Gollee - Numerische Auslegung des Mehrlagenschweißens als additives Fertigungsverfahren / Dr.-Ing. Marcel Graf - Berechnung und Simulation von Kurvenschrittgetrieben / Dr.-Ing. Andreas Heine - Parameterstudien und Co-Simulation ebener Koppelgetriebe / Stefan Heinrich M.Sc. - Erfassung, Simulation und Weiterverarbeitung menschlicher Bewegungen mit DYNAMICUS / Dipl. -Math. Heike Hermsdorf - Linear Dynamic System Analyses with Creo Simulate / Dr.-Ing. Roland Jakel - Strömungssimulation zur Optimierung von Flussfeldern in PEM-Brennstoffzellen / Philipp Jendras M.Sc. - Konvergenz eines plastischen Multiphysics-Kontaktes in der Pressschweißsimulation - Herausforderungen und Lösungsansätze / Jonny Kaars M.Eng. - Kurvenabgleich zur Bestimmung eines Systemverhalten und von Materialparametern / Dipl.-Ing. Rene Kallmeyer - Die kinematische und statische Analyse eines Biglide-Getriebes mit Hilfe der Programme Mathcad und GeoGebra / Dr.-Ing. Hanfried Kerle - Möglichkeiten der TexMind Software für Generierung von textilen Strukturen für FEM Simulationen und CAD Anwendungen / Prof. Dr. Yordan Kyosev - Prozesssimulation einer Rotorflechtmaschine nach „Horn“ zur Ermittlung der Flechtfadenspannung / Robert Laue M.Sc. ; Dr.-Ing. Daniel Denninger - Bruch einer Königswelle einer 6300 t Presse / Prof. Dr-Ing. Uwe Mahn - Strukturzuverlässigkeit durch Frequenzganganalyse mit Finite-Elemente-Methode im Rahmen des Projektes DRESDYN / Dipl.-Ing. M.Eng. Anton Melnikov - Systemübergreifender Simulationsansatz zur Auslegung, Fertigung und Qualitätssicherung am Beispiel einer Bogenverzahnung / Dipl.-Ing. Jürgen Merz - Integrative Prozess- und Bauteilsimulation für kurzfaserverstärkte Spritzgießbauteile / Dr.-Ing. Sascha Müller - Computergestützte Simulationsschnittstelle - Optimierte Systementwicklung / Dipl.-Ing. Sam Nezhat - Formatabhängige hochdynamische Bewegungen mit Servoantrieben / Dipl.-Ing. Dipl.-Inform. Rainer Nolte - Integration der Diskrete Elemente Methode in die domänen-übergreifende Systemsimulation / Dipl.-Ing. Christian Richter - Mehrkörpermodellierung und Validierung einer 3 MW Windturbine / Andreas Schulze M. Sc. - Vergleich von Stützstrukturen für die additive Fertigung: Creo Parametric/Simulate 4.0 & ProTOpCI / Dipl.-Ing. (FH) Urs Simmler - MFBD-Simulation des Nadeleindringens in ein Gewebephantom am Beispiel der Stanzbiopsie / Thorsten Speicher M.Eng. ; Katharina Hauschild M.Sc. - ANSYS AIM: Der Konzeptsimulator für alle / Dipl.-Ing. Marc Vidal - Neue Schweißfunktionalität in Creo 4 mit den daraus entstehenden Vorteilen zur Simulation / Axel Waidmann - Entwicklung eines zwangläufigen Schneid- und Fixiersystems für den Einsatz in einem Tapelegekopf / Dipl.-Ing. Rainer Wallasch

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 10. Anwendertreffen SAXSIM fand am 22.03.2018 an der TU Chemnitz statt. / The Chair of Assembly and Handling Technology, which belongs to the Faculty of Mechanical Engineering, has organized the annual simulation user meeting SAXSIM since 2009. Select contributions will be published in conference proceedings. The 10th SAXSIM user meeting took place at Technische Universität Chemnitz on March 22, 2018.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 11. Anwendertreffen SAXSIM fand am 26.03.2019 an der TU Chemnitz statt. / The Chair of Assembly and Handling Technology, which belongs to the Faculty of Mechanical Engineering, has organized the annual simulation user meeting SAXSIM since 2009. Select contributions will be published in conference proceedings. The 11th SAXSIM user meeting took place at Technische Universität Chemnitz on March 26, 2019.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 12. Anwendertreffen SAXSIM fand am 07.03.2023 an der TU Chemnitz statt. / The Chair of Assembly and Handling Technology, which belongs to the Faculty of Mechanical Engineering, has organized the annual simulation user meeting SAXSIM since 2009. Select contributions will be published in conference proceedings. The 12th SAXSIM user meeting took place at Technische Universität Chemnitz on March 07, 2023.