De stijgende vraag naar geoptimaliseerde en lichtgewicht machines en machineonderdelen én de voortdurende zoektocht van fabrikanten naar manieren om nieuwe producten snel op de markt te brengen, versnelt de integratie van Computer Aided Engineering (CAE). CAE is het brede gebruik van computersoftware bij bijvoorbeeld het ontwikkelen van machineonderdelen.

Reeds in de beginfase van het ontwerp worden specifieke, eenvoudigere CAE-tools gebruikt om een zo groot mogelijk aantal ontwerpvarianten te kunnen berekenen en beoordelen, met als doel een beperkte set van kandidaat-ontwerpen te selecteren voor verdere analyse en onderzoek. Om snel een grote reeks ontwerpvarianten te kunnen berekenen, zonder dat alle details al bekend zijn, maken verkennende CAE-tools meestal gebruik van vereenvoudigde modellen om de globale prestaties te bepalen.

“Naar het einde van de ontwerpcyclus toe worden andere, meer geavanceerde CAE-tools ingezet die het finale productontwerp tot in detail verfijnen en optimale prestaties garanderen. Dergelijke ontwerp-tools laten toe om fysieke prototypes gedeeltelijk te vervangen door virtuele. Op die manier is de ontwikkeling goedkoper en sneller zodat het product sneller op de markt kan komen”, legt Leoluca uit.

“In mijn doctoraat heb ik onderzocht of de modellering van industriële tandwielkasten verder geoptimaliseerd kan worden, gebruikmakende van nauwkeurige en betrouwbare modellen. Om het gebruik van dergelijke geavanceerde modellen mogelijk te maken binnen een CAE omgeving, werden gereduceerde-orde modellen ontwikkeld om de rekenkost drastisch te verlagen zonder verlies aan nauwkeurigheid”, besluit Leoluca.

Lees een uitgebreidere samenvatting of het volledige doctoraat

-

Titel doctoraat: Hoog-getrouwe modellering van elastohydrodynamisch gesmeerde contacten voor systeemniveau simulaties

-

Contact: Leoluca Scurria, Dieter Fauconnier

Leoluca Scurria behaalde een bachelor- en een masterdiploma werktuigbouwkunde aan de universiteit van Pisa. Hij ontwikkelde zijn Master Thesis als stagiair bij Siemens Digital Industries Software in Leuven over efficiënte numerieke modellering van rollagers in gesmeerde omstandigheden.

Aansluitend kreeg hij een Baekeland mandaat voor een project tussen UGent, Siemens Digital Industries Software en KU Leuven. Dit project heeft als doel de state of the art in efficiënte modellering van gesmeerde contacten te bevorderen. De belangrijkste onderzoeksvraag in dit project is: is het mogelijk om high fidelity numerieke modellen van gesmeerde contacten te gebruiken in systeem-level simulaties van mechanische transmissies? Leoluca's onderzoek toonde aan dat dit mogelijk is met de ontwikkelde modelleerstrategie en dat het nauwkeurigheidsniveau voor de doelgevallen vergelijkbaar is met de nauwkeurigheid van de meer complexe Computational Fluid Dynamics modellen.

Deze vooruitgang in de stand van de techniek resulteerde in twee tijdschriftpublicaties. De eerste, over de nauwkeurigheid van de voorgestelde methode ten opzichte van computationele vloeistofdynamica, werd gepubliceerd in het Journal of Tribology. De tweede, waarin een nieuwe techniek werd voorgesteld voor de reductie van de modelvolgorde om de rekenefficiëntie te verbeteren, werd gepubliceerd in het tijdschrift Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering.

-

Redacteur: Jeroen Ongenae - Eindredactie: Ilse Vercruysse -  Illustrator: Roger Van Hecke