Was ist neu in PERMAS Version 12

Die neue PERMAS Version 12 ist das Ergebnis von etwa 24 Monaten Entwicklungsarbeit. Einen detaillierten Überblick bietet die Software Release Note, die mit der neuen Version verschickt wird.
Mit großem Aufwand wurde außerdem in den vergangenen Jahren VisPER entwickelt, eine Software zur Verbesserung des Pre- und Postprocessing für spezielle Funktionen in PERMAS.

Auch PERMAS V12 bietet wieder eine Reihe von Verbesserungen bezüglich der Performance:

• Verbesserte Algorithmen für die Umnummerierung der Knoten,
• neue Speicherverwaltung für dünn besetzte Matrizen und schnellere Matrix-Operationen,
• erhebliche Beschleunigung der Kontaktanalyse mit Reibung (Modul CAX),
• schnellere direkte Frequenzganganalyse für gekoppelte Fluid-Struktur-Systeme (Modul FS),
• sehr viel schnellere modale Frequenzganganalyse für gekoppelte Fluid-Struktur-Systeme durch einen neuen iterativen Löser,
• schneller Matrix-Input (ASCII und binär),
• für die Berechnung der Dehnungsenergie müssen keine Elementverschiebungen vorhanden sein.

Größere Erweiterungen

• Das neue Modul NLD ist der Einstieg in die nichtlineare Dynamik, es erlaubt transiente Analysen bei nichtlinearem Materialverhalten unter Berücksichtigung von großen Verformungen der elastischen Strukturteile.
• Schraubenvorspannung: ein allgemeines Konzept für die Vorspannung von Bolzen umfasst sowohl die klassische Vorgehenswise, bei der die Vorspannung normal zu einer Schnittebene definiert wird, als auch einen neuen Ansatz der zylindrischen Kopplung mit axialer Vorspannung direkt im Gewinde. Dieser äußerst innovative Ansatz berücksichtigt den Effekt der radialen Aufweitung und des axialen Drehmoments aufgrund der Geometrie des Gewindegangs, ohne dass hierzu ein detailliertes Modell der Flanken oder Gewindegänge nötig ist.
• Zyklische Symmetrie: für zyklisch symmetrische können sowohl reelle Eigenwert- als auch statische Analysen unter zyklisch symmetrischer Last direkt durchgeführt werden (Module LX und DEVX). Dabei wird die Analyse der Gesamtstruktur durch eine Reihe von Analysen eines Sektors mit unterschiedlichen Randbedungungen ersetzt.
• Verbesserungen der Rotor Dynamik: die rotierende axisymmetrische Struktur kann jetzt elastisch sein. Dafür wurden zusätzliche gyroskopische Terme in der Steifigkeit berücksichtigt. Auch für die elastische Struktur kann automatisch ein Campbell-Diagramm ertellt werden.
• Die Erzeugung und Verwendung von Matrix-Modellen wurde für statische und dynamische Anwendungen verbessert. Neben der Erzeugung der Dämpfungsmatrix für Unterstrukturen gibt es verschiedene Möglichkeiten für die Rücktransformation der Ergebnisse.
• Erweiterungen der Kontakt-Analyse (Modul CA):
  • Ein berechneter Kontaktzustand kann für spätere Analysen festgehalten werden. Dies führt zu einer Linearisierung des Kontaktproblems um den festgehaltenen Zustand. Dies wird dadurch erreicht, dass die aktiven Kontakte in kinematische Zwangsbedingungen umgewandelt werden. Mit dem neuen Modell können verschiedene Analysen durchgeführt werden (Eigenwerte, Wärmeübergang oder Teilmodellierung).
  • Zusätzliche Ergebnisser der Kontaktrechnung erlauben die Auswertung der Sättigung und Neigung der Reibungskräfte, der definierten Vorspannung (Richtung, Gewinde Parameter) sowie der Kopplungskräfte, die aus der Vorspannung resultieren.
  • Für die effiziente Berechnung aufeinanderfolgender Kontaktvarianten wird der Kontaktzustand periodisch gespeichert, was die Fortführung einer Berechnung vereinfacht und dabei die Laufzeit erheblich reduziert.
• Modul CAX erlaubt die Berücksichtigung konstanter vorgeschriebener Geschwindigkeiten bei der Berechnung der Gleitkräfte.
• Erweiterungen der nichlinearen Statik (Modul NLS).
  • Nichlineares Materialverhalten wird jetzt auch für 'Inertia Relief' Analysen unterstützt.
  • Ein neuer Lösungsalgorithmus (nach dem Ansatz von Thomas) beschleunigt nichlineare Berechnungen unter bestimmten Voraussetzungen.
  • Bei nichtlinearen Analysen wird die Teilstrukturtechnik unterstützt.
  • Ein neues visko-platsisches Materialgesetz ist verfügbar.
  • Zusätzliche Ergebnisse erlauben es, die angenommenen Anfangsdehnungen und Temperaturen zu verifizieren.
• Ein automatisches Verfahren zur Vergröberung der Oberfläche erlaubt die Berechnung der Sichtfaktoren beim Wäremeaustausch durch Strahlung auch für sehr große Modelle mit Millionen von Strahlungselementen (Modul NLHT).
• Mit Hilfe modaler Kondensation lassen sich Systemmatrizen für externe Anwendungen im Modalraum erstellen (Modul DEVX).
• Für die modale Response im Zeitbereich gibt es ein neues Lösungsverfahren: der Newmark beta Algorithmus wurde um das HHT (Hilber-Hughes-Taylor) Verfahren erweitert, das einen algorithmischen Dämpfungseffekt enthält, der mit steigender Frequenz zunimmt (siehe Module DRA und FS).
• Zusätzliche statische Eigenformen können jetzt auch in Unterstrukturen definiert werden (Siehe Modul DRA). In zusammengesetzten Situationen können statische Eigenformen für unterschiedliche Lastbedingungen in einer modalen Frequesnzganganalye verwendet werden, was bei Modellen mit vielen Eigenformen massiv Rechenzeit spart.
• Erweiterungen der Entwurfsoptimierung.
  • Lineare Wärmeleitung wird unterstützt, dabei können die Konvektititätskoeffizienten als Desing-Parameter und die Temperatur als Zwangsbedingung definiert werden.
  • Inkompatibel vernetzte Bauteile werden jetzt ebenfalls unterstützt. Sie erlauben die Optimierung von Lagerungen in statischen und dynamischen Analysen ohne Änderungen an der Vernetzung.
  • Shape optimization has been simplified by specifying surface normals as optimization directions.
• Erweiterungen der Layout-Optimierung.
  • Minimale Wandstärke: Zur Dimensionskontrolle der verbleibenden Struktur kann die minimale Bauteilgröße (d.s. Breite und Dicke der verbleibenden Struktur) durch entsprechende Parameter beeinflusst werden (sog. Checkerboard Filter).
  • Symmetriebedingungen für ebene, axiale und zyklisch Symmetrie werden unterstützt.
  • Maximale Wandstärke: In der Kombination mit Ausformrichtungen kann eine maximale Wandstärke vorgegeben werden, um die verbleibenden Strukturen mit ähnlichen Dicken zu versehen.
• Die Zuverlässigkeitsanalyse kann jetzt mit einer Kontaktanalyse mit Lastgeschichte sowie mit einer modalen Frequenzganganalyse gekoppelt werden (Siehe Module RA).

Neue Elemente

• Ein neues Regelelement mit acht Knoten steht zur Verfügung.
• Ein weiteres Regelelement, ebenfalls mit acht Knoten, ermöglicht die Simulation von Steifigkeit und viskoser Dämpfung über benutzereigene Unterprogramme.
• Ein neues Plot-Element erlaubt die Darstellung von Punktmassen.

Element Erweiterungen

• Die wichtigsten Massenelemente erlauben die direkte Eingabe der Massenmatrix.
• Elemente für die Fluid-Struktur-Kopplung können jetzt auch die Schallabstrahlleistung ausgeben.
• Auch Volumenelementen, Dichtungs- Linien- und Plot-Elementen können geometrische- und Materialeigenschaften zugewiesen werden um die Handhabung in solchen Pre- und Postprozessoren zu vereinfachen, die eine Aufteilung der Elemente nach ihren Eigenschaften vornehmen.

Kleinere Erweiterungen

Neben vielen kleinen Erweiterungen in fast allen PERMAS-Modulen wurden alle Schnittstellen angepasst und um die neuen Möglichkeiten erweitert. Die wichtigsten Erweiterungen an Schnittstellen sind:

• Medina
  • Support of MEDINA 8.0,
  • Unterstütrung neuer Kontakt-Menüs,
  • Ausgabe von Flächen einschließlich Iso-Flächen nach MEDINA,
  • Unterstützung von Support von Schweißpunktkräften bei Schweißpunktverbindungen,
  • Ausgabe von in PERMAS Version 12 neu eingeführten Ergebnistypen.
• Hyperview
  • Unterstützung der HyperView 8.0 Bibliotheken.
• MPCCI (CCL)
  • Unterstützung der nichtlinearen transienten Wärmeleitung.
• ADAMS (AD)
  • Unterstützung der MNF Bibliothek ADAMS 2007 r1.
• Virtual.Lab (VLAB)
  • Unterstützung des neuen Schweißpunktmodells.
  • Spannungsresultierende als neuer Ergebnistyp.

Bei allen System-Plattformen erfolgte eine Anpassung an das jeweils aktuelle Release des Betriebssystems.