Früher bedeutete Simulation, umfangreiche Software zu installieren, Lizenzen zu verwalten, Solver zu konfigurieren, Dateien zu exportieren und darauf zu hoffen, dass die eigene Workstation mit dem Netz zurechtkam.

Bei Onshape Simulation funktioniert das anders:

• Es ist keine Installation erforderlich.
• Kein lokaler Solver.
• Kein Export zwischen CAD und CAE.
  

Alles läuft in derselben Cloud-Umgebung, in der Sie das Design erstellen. Dank Branching und Merging können Sie Simulationsänderungen in einem separaten Arbeitsbereich einrichten, ohne Ihr Produktionsmodell zu beeinträchtigen – so bleiben Design und Analyse perfekt synchronisiert.

Lassen Sie uns alles durchgehen, was Sie wissen müssen.

Was ist Onshape Simulation?

Onshape Simulation ist eine Cloud-native, schnelle und einfach zu bedienende Finite-Elemente-Analyse-Umgebung (FEA), die direkt in die Onshape Baugruppenschnittstelle integriert ist.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Desktop-Simulationswerkzeugen, die Folgendes erfordern:

• Komplexe Exporte
• Separate CAE-Software
• Hochwertige lokale Hardware

Onshape Simulation läuft direkt in Ihrem Webbrowser und übernimmt die rechenintensiven Aufgaben in der Cloud.

Da Onshape Simulation vollständig in das Onshape -Datenmodell integriert ist, bleibt Ihre Simulation direkt mit Ihrer Konstruktion verbunden. Es ist kein Exportieren oder Konvertieren von Dateien erforderlich, und wenn Sie ein Bauteil ändern, werden Ihre Ergebnisse automatisch aktualisiert.

Onshape ausprobieren , hatten aber noch keine Gelegenheit dazu? Registrieren Sie sich für ein kostenloses Konto oder testen Sie Onshape Professional, einschließlich Simulation, CAM Studio und Render Studio, über das Discovery-Programm .

Was bedeutet „Wolken-Simulation“ eigentlich?

Wolkensimulation in Onshape bedeutet:

• Sie erstellen Ihr Modell im Browser
• Sie richten die Analyse innerhalb desselben Dokuments ein
• Vernetzung und Problemlösung erfolgen auf entfernten Cloud-Servern
• Ihr Computer führt keine rechenintensiven Berechnungen durch

Selbst auf einem Standard-Laptop können Sie Strukturanalysen durchführen, ohne Ihr System zu verlangsamen.

Der eigentliche Vorteil besteht darin, dass die Simulation vollständig mit Ihrem CAD-Modell verknüpft bleibt. Ändert sich die Geometrie, aktualisieren Sie einfach die Daten und führen die Analyse erneut aus. Dateiexporte, Modellbereinigungen oder umständliche Übersetzungskorrekturen entfallen – die Simulation wird so zu einem natürlichen Bestandteil des Konstruktionsprozesses.

Onshape Simulationsfunktionen

Lineare statische Analyse

Onshape Simulation unterstützt Konstrukteure dabei, frühzeitig im Designprozess bessere Entscheidungen zu treffen. Da es direkt in der Baugruppenumgebung arbeitet, können Sie die Festigkeit Ihrer Konstruktion überprüfen, ohne Ihr CAD-Modell zu verlassen.

Ihr wichtigstes Werkzeug ist die lineare statische Analyse , eine der gängigsten Simulationsarten im Ingenieurwesen. Sie beantwortet zwei einfache Fragen:
Wird es brechen?
Wird es sich zu stark verbiegen?

Diese Analyse berechnet Spannung und Verformung bei konstanter Belastung. Sie geht von normalem Materialverhalten und geringen Verformungen aus – was für die meisten alltäglichen Maschinenteile ausreichend ist.

Ingenieure können die Von-Mises-Spannung, Hauptspannungen, Verschiebungen, Reaktionskräfte und den Sicherheitsfaktor auswerten, um festzustellen, ob eine Halterung versagt, ein Gehäuse ausreichend stabil ist oder die Durchbiegung innerhalb zulässiger Grenzen bleibt. Für die meisten mechanischen Bauteile deckt dies den Großteil der alltäglichen Validierungsanforderungen ab.

Lineare statische Analyse von Pleuelstangen

Modalanalyse

Die Modalanalyse ist mehr als nur die Überprüfung der Festigkeit. Sie beinhaltet die Analyse des Schwingungsverhaltens einer Konstruktion.

Anstatt eine konstante Kraft anzuwenden, berechnet die Modalanalyse die Eigenfrequenz eines Bauteils. Dadurch kann Resonanz vermieden werden, die auftritt, wenn ein Objekt einer äußeren Kraft ausgesetzt ist, die seiner Eigenfrequenz entspricht und extreme Schwingungen verursacht.

Resonanz kann insbesondere bei leichten Rahmen, rotierenden Teilen oder Produkten, die in einer dynamischen Umgebung eingesetzt werden, problematisch sein.

Durch die Analyse von Vibrationen in einem frühen Stadium der Konstruktion können Ingenieure ihr Produkt steifer, leiser und zuverlässiger gestalten.

Beispiel einer Modalanalyse einer Autobremse

Trägheitsentlastung

Für komplexere Anwendungsfälle Inertial Relief die Analyse von Bauteilen, die nicht fixiert sind. Dies ist beispielsweise bei Flugzeugen im Flug oder Satelliten im Weltraum nützlich, wo das Modell nicht einfach festgeschraubt werden kann. Das System gleicht die Lasten automatisch aus, ohne zusätzliche Stützen einzufügen.

Beispiel einer Trägheitsentlastungsanalyse am unteren Querlenker

Partner als Physik

Onshape „Mates as Physics“ einen cleveren Ansatz . Auch in anderen FEA-Anwendungen kann die Definition der Teilepassung sehr zeitaufwendig sein. Es müssen Klebe-, Gleit-, Reibungs- und andere Passungsarten spezifiziert werden. Dies kann insbesondere bei komplexeren Baugruppen kompliziert werden.

Fragt man einen Simulationsexperten nach dem schwierigsten Teil seiner Arbeit, wird er nicht „die Mathematik“ sagen. Er wird sagen: „Kontakte“

Die traditionelle FEA erfordert die manuelle Definition, wie jedes Teil jedes andere Teil berührt:

• Verbunden?
• Rutschen?
• Mit Reibung?
• Mit Lücken?

Bei großen Baugruppen kann dies Stunden dauern. Onshape hat diesen Vorgang stark vereinfacht. Es verwendet Ihre Baugruppenverknüpfungen. Das bedeutet:

• Feste Verbindung → Verbundverbindung
• Drehgelenk → Rotationsfreiheit
• Slider Mate → Kontrollierte Übersetzung

Da die Montageart bekannt ist, kann die Simulation die Einrichtung sehr schnell durchführen. Was früher Stunden dauerte, ist jetzt in Sekundenschnelle erledigt.

Traditionelle FEA-Simulation

Bei herkömmlicher FEA-Software verbringt man viel Zeit mit der Einrichtung, bevor man die Simulation überhaupt starten kann. Kontakte, Netz, Solver-Einstellungen – das kann sich umständlich und langsam anfühlen.

Mit Onshapefügen Sie nach der vollständigen Definition Ihrer Baugruppe einfach eine Last hinzu und sehen die Ergebnisse. Es ist unkompliziert und schnell. Die Simulation wird so zu einem festen Bestandteil Ihres Konstruktionsprozesses und nicht zu einem zusätzlichen Schritt.

Zugriff auf Onshape -Simulation

Die Simulation ist Bestandteil der Modellierungsumgebung. Benutzer von Onshape Professional, Enterprise und Educator haben Zugriff auf Onshape Simulation.

Wo man es finden kann

• Öffnen Sie das Simulationsfenster auf der rechten Seite einer beliebigen Baugruppen-Registerkarte
• Wählen Sie „Ergebnisse anzeigen“, um die Berechnung zu starten

Nach der Aktivierung bleibt die Simulationsdefinition mit Ihrem Modell verknüpft. Die Ergebnisse werden versioniert und sind während der gesamten Konstruktionshistorie verfügbar.

Onshape Simulationsschnittstelle

Onshape Simulation fühlt sich wie ein hilfreicher Leitfaden an und macht den Prozess auch dann einfach, wenn man noch keine Erfahrung mit Simulationen hat.

Simulationspanel

Ihre Kommandozentrale für:

• Lasten und Einschränkungen
• Analysetyp (statisch oder modal)

• Konnektivitätsmethoden

Visualisierung der Konnektivität

Ein spezieller Modus, der anzeigt, wie der Solver Ihre Assembler-Datei interpretiert:

• Unterschiedliche Farben für starre Bindungen
• Hervorgehobene bewegliche Freiheitsgrade

Legende der Ergebnisse

Dynamische Legende für:

• Stress
• Verschiebung
• Sicherheitsfaktor

Sie können die oberen und unteren Grenzwerte anpassen, um sich auf bestimmte Bereiche zu konzentrieren. Beispielsweise können Sie Bereiche hervorheben, in denen der Sicherheitsfaktor unter 2,0 liegt, um potenzielle Risiken schnell zu erkennen.

Grafikbereich

Die Ergebnisse werden direkt auf Ihrem Modell mithilfe übersichtlicher Farbkarten angezeigt. Sie können das Modell einfach drehen, zoomen und untersuchen.

Sie können die Verformung auch animieren, um zu sehen, wie sich die Struktur unter Last biegt oder verdreht. Dadurch wird es einfacher zu verstehen, wie sie sich unter realen Bedingungen verhält.

Viridis Farbschema

Onshape verwendet das Viridis-Farbschema, um Ergebnisse übersichtlich darzustellen. Die Farben sind gut lesbar und barrierefrei gestaltet, auch für Nutzer mit Farbsehschwäche.

Geometrie, Materialien und Aufbau

Sie können Folgendes simulieren:

• Einzelteile (diese müssen innerhalb einer Baugruppe platziert und definiert werden, um die Simulation auszuführen)
• Mehrkörperkonstruktionen
• Baugruppen

Zu den Eigenschaften von Materialien gehören beispielsweise:

• Elastizitätsmodul
• Poisson-Verhältnis
• Dichte
• Streckgrenze

Lasten und Einschränkungen können angewendet werden auf:

• Gesichter
• Kanten
• Eckpunkte

Die Vernetzung erfolgt automatisch und cloudbasiert, wobei die Verfeinerung gesteuert werden kann, um ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit zu erreichen.

Welche Zusatzoptionen sind verfügbar?

Für umfangreichere Simulationsanforderungen Onshape mit Partneranwendungen aus dem Onshape App Store . Diese Add-ons erweitern die Plattform über die integrierte Strukturanalyse hinaus.

Thermische und Fluid-Simulation (CFD) – Add-on erhältlich über Partner wie SimScale .

Aktiviert:

• Wärmeübertragungsanalyse
• Luftströmungssimulation
• Temperaturverteilung

Beispiel: Überprüfung der Kühlleistung in einem Gehäuse.

KI-gestützte Physiksimulation verfügbar über Luminary Cloud .

Aktiviert:

• Schnelle physikalische Vorhersagen mithilfe von KI
• Schnelle Designerkundung
• Einblicke in die Leistung in der Frühphase

Beispiel: Vergleich mehrerer Designvarianten in wenigen Minuten.

Welche Onshape Tarife beinhalten eine Simulation?

Der Zugang zu Struktursimulationswerkzeugen steht in erster Linie folgenden Personen zur Verfügung:

• Professionelle Konten
• Unternehmenskonten

Kann man es kostenlos testen?

Ja. Das Onshape Discovery Programm

Qualifizierte CAD-Fachkräfte können Onshape Professional bis zu 6 Monate lang kostenlos .

Dies umfasst:

• Onshape Simulation
• CAM Studio
• Render Studio

So können Sie vor dem Kauf das gesamte „More than CAD“-Erlebnis erkunden.

Statische vs. modale Analyse – Kurzer Vergleich

Der Hauptunterschied ist einfach:

• Die statische Analyse konzentriert sich auf die strukturelle Integrität unter konstanter Last.
• Die Modalanalyse konzentriert sich auf die Schwingungseigenschaften.

Onshape vs. traditionelle Desktop-CAE

Lösung in Sekundenschnelle

Einer der größten Vorteile ist die Geschwindigkeit. Ergebnisse werden oft in Sekundenschnelle erzielt, nicht erst nach Stunden.

Hier können Sie live sehen, wie statische Simulationen auf Montageebene eingerichtet und in Sekundenschnelle gelöst werden .

Geschwindigkeit verändert das Verhalten. Wenn Lösungen schnell gefunden werden, simulieren Ingenieure häufiger – und die Konstruktionsentscheidungen verbessern sich.

Was es nicht kann (und warum)

Onshape ist hinsichtlich des Leistungsumfangs ehrlich.

Es ist ein strukturell hochleistungsfähiges System, aber keine vollständige Multiphysik-Plattform.

Falls Sie Folgendes benötigen:

• Hochgeschwindigkeits-Crashtests (nichtlineare explizite Dynamik)
• Komplexe Fluidströmung (CFD jenseits von Add-ons)

Möglicherweise benötigen Sie spezielle Tools oder App-Store-Partner wie SimScale oder Ansys.

Onshape konzentriert sich darauf, 90 % der Ingenieure die Werkzeuge an die Hand zu geben, die sie für 90 % der alltäglichen Strukturprobleme benötigen.

Warum Onshape Simulation wählen?

Professionelles Ingenieurwesen dreht sich um Risikomanagement.

Sie wollen:

• Feldausfälle verhindern
• Überkonstruktion vermeiden
• Schnell iterieren
• effizient zusammenarbeiten

Onshape Simulation bietet:

Geschwindigkeit – Ergebnisse in Sekundenschnelle.
Zugänglichkeit – Keine High-End-Hardware erforderlich.
Zusammenarbeit – Teilen Sie eine sichere URL, keine Screenshots.
Integrität – Mathematisch fundierte strukturelle Ergebnisse.

Schlussbetrachtung

Wenn Sie Onshape bereits täglich nutzen, fühlt sich die Simulation wie eine natürliche Erweiterung Ihres Workflows an. Sie müssen weder das Werkzeug wechseln noch Dateien exportieren. Stattdessen können Sie Ihr Design direkt im selben Dokument testen, in dem es erstellt wurde.

Es wird Teil Ihres Arbeitsalltags – anpassen, simulieren, verfeinern. Und wenn die Simulation einfach wird, nutzen Ingenieure sie häufiger.

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Hanen Bdioui

Vertriebsentwicklungsmitarbeiter bei ChampionXperience

Hanen Bdioui ist Chefredakteurin bei ChampionXperienceund verantwortet dort die Inhalte zu CAD, VR und neuen Ingenieurtechnologien. Sie arbeitet als Content Creator und SOLIDWORKS Application Engineer bei Dassault Systèmes und schreibt als technische Autorin für Engineering.com und EngineerRules über Themen aus den Bereichen CAD, PLM und Simulation. Darüber hinaus erstellt Hanen spezialisierte Inhalte für 3DEXCITE, die 3DEXPERIENCE Plattform und Onshapeund unterstützt Ingenieure und Unternehmen bei der Einführung moderner digitaler Arbeitsabläufe.

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