Mit uns bleibt nichts verborgen

Herr Küssner, Abaqus ist seit Jahren ein fester Begriff in der FE-Welt. Was ist der usp von Abaqus?

Küssner: Qualität! Die Qualität der Software, die Qualität der Benutzerunterstützung und die Qualität der Schulungen setzen die Maßstäbe in unserer Branche. Aber auch die Qualität des Vertriebs ist hervorzuheben, der nur solche Lösungen anbietet, die wirklich einen Mehrwert zum Kunden bringen. Uns geht es immer um eine langfristige Zusammenarbeit mit dem Kunden und niemals um den schnellen Umsatz. Deswegen präferieren wir auch das Mietmodell für unsere Software gegenüber dem Paidup-Modell, das vielen Wettbewerbern den schnellen Umsatz bringen soll. Über das Mietmodell stellen wir bei jeder Lizenzverlängerung die Vertrauensfrage, ob der Kunde mit der Qualität unserer Software und unserer Benutzerunterstützung noch zufrieden ist. Der Kunde dankt uns unsere Beständigkeit mit großer Loyalität. Gerade in schwierigen Zeiten wie diesen zeigt sich, wie wertvoll diese langfristige Zusammenarbeit zwischen Softwarelieferant und Kunde ist.

Den Begriff FEA braucht man ja nicht erklären, aber warum der Zusatz „Unified“?

Küssner: Früher gab es für die verschiedenen Disziplinen separate Finite-Elemente-Programme. Für den Bereich Automotive hieß das: Ein linearer Gleichungslöser für den Bereich NVH, ein nichtlineares Programm für die Festigkeitsanalysen und zusätzlich ein explizites FE-Programm für die Crashanalysen. Abaqus vereinigt diese Berechnungsdisziplinen in einem Programmpaket – daher der Name „Unified FEA“. Basierend auf dem gleichen Funktional und einer überlappenden Element- und Materialbibliothek können lineare, nichtlineare und Gesamtfahrzeug-Crashanalysen durchgängig mit Abaqus bearbeitet werden, ebenso Anwendungen aus dem Multiphysics-Bereich. Es entfällt das mehrfache Aufbauen des Modells in den unterschiedlichen Programmen.

Die Berechnung wird aber nicht nur effizienter, sondern auch genauer, da die unterschiedlichen Berechnungsdisziplinen aufeinander aufbauen. Die Bolt-Down-Anaylse eines Motorblocks mit anschließendem Aufheizen ist eine hochgradig nichtlineare Belastung. Die anschließende Modalanalyse berücksichtigt den Einfluss der durch die Vorbelastung induzierten Spannungen auf den Eigenfrequenzraum. Das Ergebnis der Modalanalyse wird sehr viel genauer – bei weniger Aufwand.

Hat ein Automotive-Konstrukteur, der mit Catia arbeitet, die Möglichkeit, FE-Programme unterschiedlicher Anbieter sinnvoll einzusetzen?

Küssner: Ja. Diese Lösungen werden von Dassault oder auch von Wettbewerbern angeboten. Die engste Verknüpfung, die dem Anwender am meisten Nutzen bringt, kommt allerdings aus dem Hause Dassault. Je nach Anforderung an die Simulationsgenauigkeit stehen dem Anwender unterschiedliche Finite-Elemente-Lösungen integriert in Catia zur Verfügung. Die Palette reicht von linearen Analysen mit Elfini bis hin zur Integration von Abaqus in die CatiaV5-Umgebung. Mit der Version 6 teilen sich dann die verschiedenen Marken von Dassault Systèmes eine einheitliche Datenbasis, sodass skalierbar Simulia-Technologie in der V6-Umgebung zur Verfügung stehen wird. Wir nennen das PLM 2.0 – ein neues Kapitel des PLM mit einer nie dagewesenen Durchgängigkeit der Lösungen zwischen Catia, Simulia, Delmia, Enovia und 3Dvia.

Ist bei Automobilherstellern der Konstrukteur zugleich auch Berechnungsingenieur? Inwieweit gibt es da Überschneidungen?

Küssner: Es gibt heute mehr Überschneidungen als früher, und dieser Trend wird sich fortsetzen. Früher war der Zugang zur Simulation noch deutlich schwieriger als heute, somit war die Simulation einer kleinen, gut ausgebildeten Gruppe vorenthalten. Aufgrund der Fortschritte der Simulationssoftware und der deutlich verbesserten Rechnerleistungen stehen heute auch dem in Simulationsfragen weniger erfahrenen Konstrukteur hilfreiche Werkzeuge zur Verfügung, um die Produkte bereits möglichst früh im Lebenszyklusprozess mit Hilfe der Simulation zu optimieren. Der Berechnungsspezialist muss um seinen Arbeitsplatz allerdings nicht bangen, seine Dienste werden aufgrund immer komplexerer Materialien und immer höherer Anforderungen an die Strukturen immer wichtiger.

Simulia ermöglicht auch Multiphysik-Anwendungen. Ist der Automotive- Berechnungsingenieur schon reif für diese Disziplin?

Küssner: Der Bereich Multiphysics umspannt all die Themen, bei denen verschiedene physikalische Gesetze miteinander verknüpft werden. Es ist also ein sehr großes Feld. Es geht von einer einfachen Temperatur-Verschiebungsanalyse bis hin zur Simulation des Verbrennungsvorgangs im Motorraum in Verbindung mit einer mechanischen Analyse, also von trivial bis Wissenschaft. Vieles lässt sich heute schon mit industrietauglicher Effizienz im Bereich Multiphysics simulieren, zum Beispiel die Aquaplaning-Simulation, die Akustik-Berechnung eines Motorblocks oder das Schwingverhalten eines Spoilers unter Windlast. Am Ziel ist die Simulationsbranche in diesem Bereich aber noch lange nicht. Auch im Multiphysics-Bereich geht der Trend weg von den Insellösungen hin zu einem vereinheitlichten Ansatz. Der vereinheitlichte Multiphysics-Ansatz von Abaqus erlaubt zudem einen vereinfachten Zugang zur multidisziplinären Optimierung, der in Zukunft mehr Aufmerksamkeit zu schenken ist.

Energieinsparung – Gewichtsreduzierung – hohe Sicherheit: ist jeweils die FE-Simulation die treibende Kraft gewesen?

Küssner: Es wäre vermessen, die Simulation für alle Fortschritte der Technik verantwortlich zu machen. Wirtschaftliche Prozesse werden erst einmal von Menschen gelenkt, die Ziele definieren. Bei der Umsetzung dieser Ziele kann die Simulation dann ein sehr hilfreiches Werkzeug sein und helfen, schneller und kostengünstiger ans Ziel zu kommen. Es ist der politische Wille zur CO2-Reduktion formuliert worden und wird mit Hilfe der Steuergesetzgebung an den Markt weitergegeben. Simula- tion hilft bei der Konstruktion von leichteren Strukturen und neuen Materialien in Zukunft Autos zu bauen, die diesen neuen Anforderungen gerecht werden. Ja, Simulation hilft der Umwelt und der Sicherheit.

Die aktuelle Version Abaqus 6.8 EF Extended Functionality geht weit über die Strukturmechanik hinaus. Müssen Berechnungsingenieure ihren Horizont erweitern?

Küssner: Ja, aber ist das nicht auch das Spannende an diesem Beruf? Die großen Fortschritte im Bereich der Verbundwerkstoffe, die jetzt sogar bei großen Passagierflugzeugen für tragende Teile Verwendung finden, erfordern die Horizonterweiterung bei der Produktionstechnik, bei der Kalkulation – und auch bei der Simulation. Das Beulen einer Aluminiumschale ist von der Berechnung deutlich einfacher als das einer Schale aus Verbundwerkstoffen – weil es bei den Verbundwerkstoffen zu Schädigung und Versagen kommen kann. Durch Verbundwerkstoffe kommt es durch die Parameter Lagenwinkel und Lagengeometrie zu neuen Schrauben, an denen ich meine optimale Tragstruktur justieren kann.

Auch die Automotive-Branche nutzt heute schon Verbundwerkstoffe und wird deren Einsatz stark ausweiten, beispielsweise im Bereich Fahrwerk und Karosserie. Als Horizonterweiterung gilt auch: Die Kopplung von Simulation und aktiver Steuerung zum Beispiel führt Prüfstand und Simulation zusammen. Hier gilt es Neues zu entdecken und für die Produktentwicklung nutzbar zu machen.

Neuerdings gibt es auch eine Schnittstelle zwischen Solidworks und Abaqus. Wird da mit Kanonen auf Spatzen geschossen?

Küssner: Nein, Solidworks ist kein Spatz! Solidworks ist das führende CAD-Tool in seiner Sparte und eine direkte Schnittstelle zu Abaqus ermöglicht den nahtlosen Übergang von CAD nach FEM. Auch hier gilt: Weg von den Insellösungen, hin zur Vernetzung der Produkte. Das hat sich Simulia auf seine Fahnen geschrieben und lebt diese Philosophie in den unterschiedlichsten Bereichen, zum Beispiel auch in der Direktschnittstelle zu Solidworks.

Das Interview führte Herbert Neumann, Chefredakteur AutomobilKONSTRUKTION

Fotos: Fotostudio Arnolds, Aachen

Dassault Systèmes Simulia GmbH; Telefon: 0241 474 01 0; E-Mail: Martin.kuessner@3ds.com

· Jahrgang 1965

· Studium der Mechanik an der TU Darmstadt 1984–1989

· Wissenschaftlicher Mitarbeiter Institut für Mechanik TU Darmstadt 1990–1995

· Promotion 1995

· Dozent an der Universität Kapstadt 1996–1997

· Ab 1998 Application Engineer im Abaqus Hauptbüro in Providence/Rhode Island (USA)

· Seit 2000 Geschäftsführer für Deutschland und die Schweiz