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19.07.2019

Siemens PLM-Software in der Praxis

Vorteile bei der Produktentwicklung

Die Trek Bicycle Corporation ist einer der größten Fahrradhersteller weltweit. Um mit ihrem Fahrraddesign Aerodynamik und Fahrgefühl zu verbessern, setzt Trek bei Konstruktion und Entwicklung auf Lösungen von Siemens PLM-Software.

  • Der Luftwiderstand eines Fahrradfahrers im Modell © Siemens

    Der Luftwiderstand eines Fahrradfahrers im Modell © Siemens

  • Das Madone-Rennrad im Windkanal © Siemens

    Das Madone-Rennrad im Windkanal © Siemens

  • Die Heeds-Software übermittelt die Daten der durchgeführten Iterationen. © Siemens

    Die Heeds-Software übermittelt die Daten der durchgeführten Iterationen. © Siemens

  • Durch den Einsatz von Heeds stand fest, dass sich der Gesamtwiderstand um 5,5 Prozent verringern lässt, wenn die Flasche möglichst niedrig und in Richtung des Tretlagers platziert wird. © Siemens

    Durch den Einsatz von Heeds stand fest, dass sich der Gesamtwiderstand um 5,5 Prozent verringern lässt, wenn die Flasche möglichst niedrig und in Richtung des Tretlagers platziert wird. © Siemens

  • Durch den Einsatz von Heeds stand fest, dass sich der Gesamtwiderstand um 5,5 Prozent verringern lässt, wenn die Flasche möglichst niedrig und in Richtung des Tretlagers platziert wird. © Siemens

    Durch den Einsatz von Heeds stand fest, dass sich der Gesamtwiderstand um 5,5 Prozent verringern lässt, wenn die Flasche möglichst niedrig und in Richtung des Tretlagers platziert wird. © Siemens

  • Durch Einsatz der Software verbesserte sich auch der Fahrkomfort. © Siemens

    Durch Einsatz der Software verbesserte sich auch der Fahrkomfort. © Siemens

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Anbindung an vorhandene Software ist gewährleistet

Das Design von Fahrrädern basiert zum Teil auf komplexer Physik. Zentrale Herausforderung für Trek ist der Kompromiss aus aerodynamischer Effizienz und Fahrqualität – wie etwa bei der Entwicklung des neuen Madone-Rennrads. Dazu setzte Trek auf die Kombination aus numerischer Strömungsmechanik (Fluid Dynamics, CFD) und Finite- Elemente-Analyse (FEA). Die Lösung bestand in einer Rohr-in-Rohr-Konstruktion, die Aerodynamik und Komfort trennt.

Was noch fehlte, war ein Werkzeug zur Optimierung des Rahmendesigns. Wichtig war dem Unternehmen, dass dieses Tool sich in die vorhandene Applikations-Architektur – bestehend unter anderem aus der CAE- Software Simcenter Star-CCM+ und der CAD- Lösung SolidWorks – einfügt. Fündig wurden die Trek-Ingenieure bei Siemens PLM-Software und seiner Heeds-Software, die die Schnittstelle zwischen verschiedenen Engineering- Tools bildet und die Optimierung eines Designs automatisiert.

Die optimale Position der Wasserflasche

Heeds erfasst und automatisiert den Konstruktionsworkflow eines Ingenieurs. Die Daten basieren auf den vom Benutzer gewählten Konstruktions- und Analysewerkzeugen. Beim Madone-Rennrad wurde diese Software dazu eingesetzt, die möglichst optimale aerodynamische Anbringung der Wasserflasche zu definieren. Im ersten CAD-Modell wurden dazu die Wasserflaschen an beliebigen Punkten am Unterrohr und am Sitzrohr montiert. Heeds veränderte dann die Flaschenpositionen und passte die Wiederholungs-Eingabewerte (Iterationswerte) schrittweise an die vorherigen Widerstandsreaktionen an. Nach 140 Iterationen zeigte das Ergebnis eine Verringerung des Gesamtwiderstands um 5,5 Prozent, wenn die Flasche möglichst niedrig und in Richtung des Tretlagers platziert wird.

Fazit: Zeit- und Kostenersparnis bei der Produktentwicklung

Laut Meinung der Trek-Ingenieure ist der größte Vorteil von Heeds jedoch die sogenannte ensemblebasierte Analyse, bei der bisher unbekannte Zusammenhänge zwischen Designvariablen und Leistungsmerkmalen aufgedeckt werden. Vor der Einführung dieser Software mussten die Ingenieure manuell in der Regel 30 bis 50 verschiedene Design-Iterationen für ein gegebenes Problem analysieren. Heeds führt in der gleichen Zeit 500 bis 1000 Iterationen durch. Durch den Einsatz der Siemens-Lösungen konnte Trek beim Produktdesign Zeit und damit Kosten sparen.

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Unternehmensinformation

Siemens PLM Software

Granite Parkway 5800
US TX 75024 Plano

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