Software für die Strukturanalyse im Automobilbereich: Wie MxSim Mechanical die moderne Fahrzeugentwicklung unterstützt

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Autor: Johnny Liu, CEO bei Dowway Vehicle
Veröffentlicht: 12. März 2026
Letzte Aktualisierung: 12. März 2026

Die Fahrzeugentwicklung hat sich in den letzten Jahren stark verändert. Elektroauto-Programme schreiten rasant voran. Intelligente Fahrzeugfunktionen führen zu mehr Systemverbindungen. Gewicht, Sicherheit, Geräusch- und Vibrationsverhalten, Batterieleistung, Kosten und Zeit spielen gleichzeitig eine wichtige Rolle. Aus diesem Grund Software zur Strukturanalyse von Kraftfahrzeugen ist nicht mehr nur eine Kontrollmaßnahme am Ende des Designprozesses. Sie ist nun viel näher am Zentrum der Produktentwicklung angesiedelt.

Dieser Artikel befasst sich mit MxSim Mechanical (Chinesische Version) als zentrales Werkzeug für Struktursimulationen in der Automobil-Forschungs- und Entwicklungskette. Es umfasst die Softwarearchitektur, die Stärken des Solvers und der Modellierung, fahrzeugspezifische Funktionen sowie drei wichtige Anwendungsfälle aus dem Quellbericht: Steifigkeits- und Modalentwicklung der Rohkarosserie, thermisch-strukturelle Kopplung des Akkus und Optimierung der Chassis-HilfsrahmentopologieDie

Ich habe die ursprünglichen technischen Details aus dem Bericht beibehalten und sie in ein übersichtlicheres Artikelformat mit mehreren Seiten umgewandelt. Dadurch lässt sich die Seite leichter veröffentlichen, besser überfliegen und ist für Suchmaschinen und KI-Systeme leichter verständlich.

Anmerkung des Autors

Ich bin Johnny Liu, CEO bei Dowway Vehicle. Meine Arbeit ist eng mit Fahrzeugtechnik, Produktentwicklung und den Werkzeugen verbunden, die Teams täglich nutzen, um Projekte voranzutreiben. In realen Projekten wird Software nicht allein anhand ihrer Funktionsliste beurteilt. Ingenieure achten auf die Stabilität des Solvers, die Modellgröße, die Integration in den Workflow, die Hardwareunterstützung, den Datenaustausch und darauf, ob das Werkzeug ihnen hilft, schnellere und fundiertere Entscheidungen zu treffen. Diese praxisorientierte Sichtweise prägt diesen Artikel.

Warum Software für die Strukturanalyse im Automobilbereich in der modernen Fahrzeugforschung und -entwicklung wichtig ist

Die Struktursimulation spielt heute eine größere Rolle in der frühen Fahrzeugentwicklung. In älteren Arbeitsabläufen schlossen die Teams oft einen Großteil der Konstruktion ab und nutzten dann CAE, um Schwachstellen zu identifizieren. War die Steifigkeit zu gering oder die Spannung zu hoch, wurde die Konstruktion überarbeitet. Dieser Prozess war zeitaufwendig.

Simulationen werden heute früher eingesetzt, um Designentscheidungen zu treffen. Das gilt insbesondere für Elektrofahrzeugprogramme, bei denen Karosserie, Fahrgestell und Batteriesystem sich gegenseitig direkter beeinflussen.

Die Körperstruktur beeinflusst:

• Handhabung
• Sicherheit
• Steifheit
• Modales Verhalten
• NVH

Die Struktur des Akkupacks beeinflusst:

• thermische Sicherheit
• Gehäusestärke
• Verformung
• Montagesicherheit
• Langzeitzuverlässigkeit

Die Subframe-Struktur beeinflusst:

• Gewicht
• Steifheit
• Lastübertragung
• Aufhängungsstütze
• Herstellbarkeit

Deshalb benötigt ein Strukturrechnungsalgorithmus mehr als nur eine spezialisierte Funktion. Er muss Steifigkeitsberechnungen, Modalanalyse, gekoppelte Feldprobleme, dynamische Reaktionen und Optimierungen in einem einzigen technischen Arbeitsablauf unterstützen.

Der Quellenbericht weist außerdem auf mehrere Probleme hin, mit denen viele inländische Teams bei der Verwendung internationaler CAE-Tools konfrontiert sind:

• eingeschränkte Software-Steuerbarkeit
• hohe Software- und Wartungskosten
• schlechtere Eignung für lokale Arbeitsabläufe
• Mangel an vollständiger chinesischer Bedienung und Unterstützung
• reduzierte Flexibilität für lokale Sekundärentwicklung

MxSim Mechanical präsentiert sich als eine für den heimischen Markt entwickelte Lösung, die genau diese Bedürfnisse erfüllt.

Was ist MxSim Mechanical in der CAE-Toolchain für die Automobilindustrie?

MxSim Mechanical wird als eine in China entwickelte, universelle Simulationsplattform für große technische Modelle beschrieben. Im Automobilbereich dient sie als zentrale Strukturlöser- und Analyseumgebung innerhalb einer umfassenderen digitalen Werkzeugkette.

Vereinfacht ausgedrückt unterstützt es diesen Ablauf:

CAD-Modellierung → Modellbereinigung → Vernetzung → Lösung → Ergebnisprüfung → Designverbesserung

Das verleiht ihm einen Mehrwert, der über eine einzelne Analyse hinausgeht. Es kann in einen umfassenderen Automobilentwicklungsprozess eingebunden werden, anstatt als eigenständiges Desktop-Tool zu fungieren.

Der Bericht stellt MxSim Mechanical als ein Produkt vor, das auf über 30 Jahren technischer Arbeit des Staatlichen Schlüssellabors für fortschrittliche Konstruktion und Fertigung von Fahrzeugkarosserien an der Hunan-Universität basiert. Es wird als vollständig selbststeuernd auf Ebene der Kernalgorithmen beschrieben, was für Organisationen, die Wert auf Softwareunabhängigkeit und langfristige technische Kontrolle legen, von Bedeutung ist.

Die chinesische Version ist auch im täglichen Gebrauch relevant. Der Bericht stellt fest:

• vollständige chinesische Benutzeroberfläche
• Chinesische Fehlermeldungen
• Chinesische Hilfedokumente
• lokalisierte Funktionsbenennung
• Funktionen der Batch-Simulation
• Unterstützung bei der Erstellung chinesischer Berichte

Diese Punkte mögen simpel klingen, beeinflussen aber die Akzeptanz. Wenn Ingenieure das Tool reibungsloser nutzen können, können mehr Teams damit arbeiten, nicht nur eine kleine Gruppe von Spezialisten.

Kernarchitektur von MxSim Mechanical

Der Bericht unterteilt die Plattform in vier Hauptebenen:

1. Vor- und Nachbearbeitung
2. der implizite Kernlöser
3. Automobil-Engineering-Komponenten
4. Schnittstellen für die Sekundärentwicklung

Vor- und Nachbearbeitung mit der MxSim-Benutzeroberfläche

Die Frontend-Umgebung unterstützt den Import von Geometrien im Vollformat und gängige CAE-Vorbereitungsaufgaben. Dazu gehören:

• automatische Geometriebereinigung
• Mittelflächenextraktion
• adaptive Vernetzung
• Schablonen für dünnwandige Teile
• Vorlagen für große und komplexe Baugruppen

Dies ist im Automobilbau von Vorteil, da viele Modelle schalenartige dünne Paneele, massive Teile, Schweißbereiche und große Baugruppen kombinieren.

Die Software kann Geometrien aus gängigen CAD-Systemen importieren, wie zum Beispiel:

• CATIA
• UG / NX
• Creo

Es unterstützt außerdem gängige FE-Formate wie:

• BDF
• INP
• FEM

Das hilft Teams dabei, bei Bedarf Daten mit anderen CAE-Workflows auszutauschen.

MxSim/Impliziter Löser für große Strukturprobleme

Der Kernlöser unterstützt sowohl direkte als auch iterative Verfahren für große, dünnbesetzte Gleichungssysteme. Laut Bericht umfasst er Folgendes:

• lineare statische Analyse
• nichtlineare Analyse
• Eigenwertanalyse
• Modalanalyse
• Knickanalyse
• stabile nichtlineare Iteration für Material-, Geometrie- und Kontaktprobleme

Dadurch eignet es sich für Modelle mit großem Gehäuse, Chassis und Batteriegehäuse.

Automobilspezifische Konstruktionskomponenten

Der Bericht legt besonderen Wert auf automobile Modellierungsfunktionen. Dazu gehören:

• Punktschweißelemente
• Nahtschweißelemente
• Schraubenvorspannung
• Gummibuchsenelemente
• Materialbibliotheken für Stahl, Aluminium, Verbundwerkstoffe und Gummi
• kundenspezifische Materialkonstitutive Unterstützung

Dies ist wichtig, da reale Automobilbaugruppen stark von der Modellierung von Verbindungen abhängen. Ein Modell mit mangelhafter Schweißnaht- oder Buchsendarstellung mag zwar funktionieren, liefert den Ingenieuren aber möglicherweise nicht genügend Informationen.

Sekundärentwicklung für Automatisierung

Die Plattform bietet außerdem Python- und C++-Schnittstellen für:

• parametrische Modellierung
• automatische Lastanwendung
• Batch-Simulation
• automatische Berichtserstellung
• kundenspezifische Unternehmens-Workflows

Der Bericht hebt auch die Unterstützung für die chinesische Schrift hervor, was den lokalen Entwicklungsteams hilft, ihre eigenen Prozesswerkzeuge rund um den Solver zu entwickeln.

Technische Vorteile dieser Software zur Strukturanalyse von Kraftfahrzeugen

Technologie für hochpräzise Elemente niedriger Ordnung

Einer der wichtigsten Punkte im Bericht ist der Technologie für hochpräzise Elemente niedriger OrdnungDie

Standardmäßige Dreiecks- und Tetraederelemente niedriger Ordnung lassen sich oft schnell und einfach vernetzen, können aber bei komplexen Strukturproblemen an Genauigkeit einbüßen. MxSim Mechanical soll diese Schwäche beheben und gleichzeitig die Effizienz der Vernetzung niedriger Ordnung beibehalten.

Der Bericht stellt fest, dass dieser Ansatz Folgendes bieten kann:

• mehr als 50 % höhere Genauigkeit
• um 5-mal schnellere Berechnung

Dies ist besonders nützlich in:

• dünnwandige Rohkarosseriestrukturen
• Batteriegehäusemodelle
• große Baugruppen, bei denen die Maschenzahl bereits hoch ist

In solchen Fällen können Ingenieure das Netz oft nicht unendlich weiter verfeinern. Eine robustere Elementformulierung niedriger Ordnung kann hier einen entscheidenden Unterschied machen.

Hochleistungsrechnen

Der Bericht besagt, dass die Software Folgendes unterstützt:

• Parallele CPU-Berechnung
• Out-of-Core-Berechnung
• heterogene GPU-Beschleunigung
• Kompatibilität mit inländischen Prozessoren wie Kunpeng und Loongson

Bei der Automobilindustrie ist dies von Bedeutung, da die Modelle sehr groß werden können.

Der Bericht nennt ein Beispiel: ein Modell zur Modalanalyse der Karosserie eines Fahrzeugs mit alternativen Antrieben mit etwa 1,5 Millionen Elemente erreichte 40 % kürzere Lösungszeit unter 8-Kern-GPU-Beschleunigung im Vergleich zu gängigen internationalen Instrumenten.

Es erwähnt auch die selbstentwickelte AMLS-Solver, was Folgendes ermöglicht:

• Partitionierung von Teilstrukturen automatisch
• effiziente Datenstrukturen verwenden
• feinkörnige Aufgabenparallelität anwenden
• liefern bis zu 210-fache Geschwindigkeitsverbesserung in einem 4-GPU aufstellen

Dies sind wichtige technische Aspekte, da die Geschwindigkeit beeinflusst, wie viele Designzyklen ein Team in einem Programm durchführen kann.

Multiphysikalische Abdeckung

Im Bericht wird ausgeführt, dass die Plattform mehrere wichtige Analysebereiche unterstützt.

Strukturfeld

• lineare Statik
• elastisch-plastische nichtlineare Analyse
• Knicken
• Modalanalyse

Dynamik

• Übergangsantwort
• Frequenzgang
• zufällige Schwingungen
• Antwortspektrumanalyse

Gekoppelte Felder

• thermisch-strukturelle Kopplung
• akustisch-strukturelle Kopplung
• Starr-Flexibel-Mehrkörperdynamik

Mithilfe dieser Funktionen können Ingenieure an Problemen wie den folgenden arbeiten:

• Entwicklung der Karosseriesteifigkeit
• Modusplatzierung
• Fahrgestellschwingungskontrolle
• thermisch-strukturelles Bremsverhalten
• thermisch-strukturelles Verhalten des Akkus

Topologieoptimierung für Leichtbauweise

Der Bericht besagt, dass die Software die Topologieoptimierung auf folgender Basis unterstützt:

• Einhaltung
• Eigenfrequenz
• maximale Spannung

Dazu gehören auch Einschränkungen, die für die Automobilproduktion relevant sind, wie zum Beispiel:

• Prozessbeschränkungen
• Größenbeschränkungen
• Fertigungsregeln

Das ist im Leichtbau nützlich, denn ein Ergebnis ist nur dann hilfreich, wenn es zu einem realen Bauteil führen kann.

Chinesische Lokalisierung und tägliche technische Effizienz

Der Bericht betrachtet die Lokalisierung ins Chinesische als eine praktische Stärke der Ingenieursleistungen und nicht nur als eine Frage der Sprachwahl. Er erwähnt:

• Chinesische Schnittstelle
• Chinesisches Hilfesystem
• Chinesische Fehlermeldungen
• lokalisierte Workflow-Logik
• Funktionen wie Stapelsimulation und chinesische Berichtsausgabe

Das senkt die Lernhürde und reduziert vermeidbare Bedienungsfehler.

Anwendungsszenario 1: Entwicklung der Karosseriesteifigkeit und des modalen Verhaltens

Der erste Fall im Bericht konzentriert sich auf die Rohkarosserie einer rein elektrischen Limousine in Mischbauweise aus Stahl und Aluminium.

Technische Anforderungen

Das BIW-Programm umfasste drei Aufgaben:

1. Biegesteifigkeit und Torsionssteifigkeit bewerten
2. Berechnen Sie die ersten sechs Eigenfrequenzen und Eigenformen
3. Vergleichen Sie die Ergebnisse mit Nastran und halten Sie den Fehler innerhalb von 5%

Die Zielwerte waren:

• Biegesteifigkeit ≥ 28.000 N/mm
• Torsionssteifigkeit ≥ 22.000 N·m/deg

Dies sind Standardziele, die jedoch wichtig sind, da die Karosseriesteifigkeit und das Schwingungsverhalten das Fahrverhalten, die NVH-Eigenschaften und die gesamte strukturelle Leistungsfähigkeit beeinflussen.

Modellvorbereitung

Das CATIA-Modell wurde in MxSim Mechanical importiert. Im Vorverarbeitungsschritt wurden Fehler wie die folgenden beseitigt:

• überlappende Oberflächen
• scharfe Ecken
• winzige Merkmale

Für die Vernetzung:

• Aluminiumabdeckungsteile, die für die Mittelflächenextraktion verwendet werden
• Stahlrahmenteile, verwendete massive Elemente
• Die globale Maschengröße betrug 5 mm
• Die Gesamtanzahl der Elemente betrug etwa 1,2 Millionen
• Die Gesamtzahl der Knoten betrug etwa 650.000
• Die Siebdurchlässigkeitsrate betrug mindestens 95 %
• Die minimale Jacobi-Determinante betrug mindestens 0,7

Diese Details zeigen, dass es sich bei dem Fall um ein vollständiges, ingenieurtechnisch gefertigtes Modell handelte und nicht um ein kleines Demonstrationsmodell.

Verbindungsmodellierung

Der Bericht nennt folgendes BIW-Modell:

• 1.800 Punktschweißelemente
• Nahtschweißelemente für wichtige Schweißnähte mit einer Gesamtschweißlänge von etwa 35 m
• Gummibuchsenelemente an den Aufhängungsbefestigungspunkten
• Mehrpunktbeschränkungen zur Beschreibung von Bewegungsbeziehungen zwischen flexiblen und starren Bereichen

Dies ist ein gutes Beispiel dafür, warum fahrzeugspezifische Verbindungsfunktionen wichtig sind.

Randbedingungen und Lasten

Für Biegesteifigkeit:

• Die Befestigungspunkte der Vorderradaufhängung wurden fixiert.
• Die Befestigungspunkte der Hinterradaufhängung gaben die Längsfreiheit frei
• eine verteilte Last von 10.000 N wurde im Bereich des Sitzquerträgers angewendet

Für Torsionssteifigkeit:

• Die Befestigungspunkte für das linke Vorderrad und das rechte Hinterrad wurden fixiert.
• Die rechten vorderen und linken hinteren Radpunkte erhielten ein entgegengesetztes Drehmoment.
• Das Gesamtdrehmoment betrug 2.000 N·m

Für Modalanalyse:

• Es wurden freie Randbedingungen verwendet.
• Die ersten sechs Eigenfrequenzen und Eigenformen wurden berechnet.

Lösungsfindung und Ergebnisüberprüfung

Mit aktivierter GPU-Beschleunigung:

• Die Berechnungszeit für Biegung und Torsion betrug etwa 45 Minuten
• Die Lösungszeit des Modalmodells betrug ungefähr 30 Minuten

Nachbearbeitungsergebnis:

• Spannungskonturdiagramme
• Deformationskonturdiagramme
• Modalformdiagramme

Die Ergebnisse wiesen auf Bereiche mit hoher Spannungskonzentration hin in:

• die untere B-Säule
• Querträger für Bodenplatten

Technische Ergebnisse

Die endgültigen BIW-Ergebnisse lauteten:

• Biegesteifigkeit: 29.200 N/mm
• Torsionssteifigkeit: 23.500 N·m/Grad

Die ersten sechs Modalfrequenzen waren:

• 28,5 Hz
• 32,1 Hz
• 38,7 Hz
• 45,3 Hz
• 51,2 Hz
• 58,6 Hz

Im Bericht heißt es, alle lägen außerhalb problematischer Resonanzbereiche.

Im Vergleich zu Nastran:

• Der Fehler blieb innerhalb 3,8 %

Auf Grundlage der Analyse verstärkten die Ingenieure Folgendes:

• die untere B-Säule
• die Querträger des Bodens

Nach dieser Änderung:

• die Biegesteifigkeit wurde erhöht um 8%
• die Torsionssteifigkeit wurde erhöht um 6%
• Die Eigenfrequenzen blieben nahezu unverändert.

Anwendungsszenario 2: Thermisch-strukturelle Kopplung des Akkupacks

Der zweite Fall betrifft einen rein elektrischen SUV-Akkumulator mit prismatischen ternären Lithiumzellen und einer Gesamtkapazität von 72 kWhDie

Technische Anforderungen

Der Akku musste drei Anforderungen erfüllen:

1. Temperaturverteilung simulieren während 1C-Schnellladung über 1,5 Stunden
2. bestätigen Sie Folgendes:
   • Die maximale Belastung des Gehäuses blieb bei oder unter 150 MPa
   • Die maximale Verformung blieb bei oder unter 0,5 mm
3. Sicherheit der Hebeösen unter kombinierter Schwerkraft- und thermischer Belastung prüfen

Dies ist ein klassisches Problem bei Elektrofahrzeugen, da der Temperaturanstieg die Verteilung der strukturellen Spannungen verändert.

Modellvereinfachung und Vernetzung

Das CATIA-Modell wurde vereinfacht, indem Teile entfernt wurden, die für die Hauptsimulation nicht benötigt wurden, wie zum Beispiel:

• Stromschienen
• elektrische Details
• Feine Kühlkanalmerkmale

Die erhaltenen Hauptstrukturen waren:

• Batteriemodule
• Gehäuse
• Hebeösen

Vernetzung von Volumenelementen mit:

• 3 mm Maschenweite für Module
• 4 mm Maschenweite für Gehäuse und Hebeösen
• Gesamtanzahl der Elemente von etwa 800.000
• Lokale Verfeinerung in der Nähe von Spannungskonzentrationszonen, insbesondere um die Hebeösen herum

Materialeigenschaften und thermische Randbedingungen

Die thermischen Eigenschaften des Batteriemoduls wurden wie folgt eingestellt:

• spezifische Wärmekapazität: 1000 J/(kg·°C)
• Wärmeleitfähigkeit: 15 W/(m·°C)

Das Gehäuse und die Hebeösen wurden verwendet Aluminiumlegierung 6061-T6 mit:

• Elastizitätsmodul: 70 GPa
• Poissonzahl: 0,33
• Streckgrenze: 276 MPa

Die Umgebungsbedingungen waren:

• Umgebungstemperatur: 25 °C
• Konvektionswärmeübergangskoeffizient: 15 W/(m²·°C)

Lasten und gekoppelter Lösungsprozess

Die thermische Last wurde als volumetrische Wärmequelle in den Batteriemodulen definiert:

• 2000 W/m³

Dies stellte die Wärmeentwicklung während des Schnellladens dar.

Die strukturelle Last umfasste:

• Eigengewicht des Akkus
• Gesamtmasse des Pakets 520 kg
• Einschränkungen im Bereich der Hebeösen

Dem Bericht zufolge wurde bei der gekoppelten Lösung ein sequenzieller Prozess angewendet:

1. lösen Sie das thermische Feld
2. Das Temperaturfeld als strukturelle Last anwenden
3. Lösung für thermische Spannungen und Verformung

Es wurde heterogene parallele Lösung mit CPU/GPU verwendet, und die Gesamtlösungszeit betrug etwa 60 MinutenDie

Technische Ergebnisse

Am Ende des Schnellladevorgangs:

• Maximale Akkutemperatur erreicht 58°C
• Der heißeste Bereich befand sich in der Nähe des Zentrums des Modulbereichs.
• Die Temperaturverteilung blieb im Rahmen des Auslegungsziels akzeptabel.

Die strukturellen Ergebnisse waren:

• Maximale Gehäusespannung: 128 MPa
• Maximale Verformung: 0,32 mm
• Maximale Belastung der Hebeöse: 142 MPa

Alle Ergebnisse lagen innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte.

Der Bericht stellt außerdem fest, dass der Vergleich mit den Testdaten Folgendes ergab:

• Temperaturfehler innerhalb 4%
• Stressfehler innerhalb 5%

Anschließend wurde die Anordnung der Kühlkanäle verbessert. Danach:

• Die Höchsttemperatur sank auf 52 °C
• Die thermische Belastung sank um 15%

Dadurch wurden sowohl die thermische Stabilität als auch die strukturelle Sicherheit verbessert.

Anwendungsszenario 3: Optimierung der Chassis-Subrahmen-Topologie

Der dritte Fall betrifft einen Stahlchassis-Hilfsrahmen für ein Kraftstofffahrzeug.

Technische Anforderungen

Die Aufgabe bestand darin, das Gewicht um mehr als 10% unter Beibehaltung von:

• maximale Spannung bei oder unter 200 MPa
• Biegesteifigkeit bei oder über 15.000 N/mm
• Torsionssteifigkeit bei oder über 8.000 N·m/Grad

Die Konstruktion musste auch Fertigungsbeschränkungen wie Gießregeln und Wandstärkebegrenzungen berücksichtigen und Resonanzprobleme nach der Optimierung vermeiden.

Erste Modell- und Materialkonfiguration

Das ursprüngliche CATIA-Modell wurde bereinigt und mit Volumenelementen vernetzt.

• Gesamtzahl der Elemente: etwa 500.000

Material war Stahl Q355B mit:

• Elastizitätsmodul: 206 GPa
• Poissonzahl: 0,3
• Streckgrenze: 355 MPa

Lasten und Randbedingungen

Die Simulation fixierte die Verbindungspunkte zwischen Hilfsrahmen und Karosserie.

Die Belastungen an den Aufhängungspunkten betrugen:

• 2000 N vertikale Last pro Punkt
• 1500 N horizontale Last pro Punkt

Diese Einstellungen stellten reale Arbeitslasten dar, die auf den Hilfsrahmen übertragen wurden.

Topologieoptimierungs-Setup

Das Optimierungsziel war minimale Nachgiebigkeit, was maximale Steifigkeit unter einer Massenbegrenzung bedeutet.

Die Einrichtung umfasste:

• Ziel der Massenreduktion von mehr als 10%
• Mindestwandstärke von 3 mm
• keine Hohlstrukturen
• erhaltene Verbindungslöcher
• erhaltene Montageflächen
• Optimierung angewendet auf den Hauptrahmenbereich

Dies ist wichtig, weil die Optimierung im Ingenieurwesen die Funktionsbereiche schützen und gleichzeitig den Rest verändern muss.

Rekonstruktion und Validierung

Im Bericht heißt es, dass der Topologielauf etwa 30 Minuten. Anschließend nutzten die Ingenieure die Ergebniswolke, um die Form in CAD nachzubauen und führten eine erneute Validierung des rekonstruierten Designs durch.

Technische Ergebnisse

Das finale Design wurde wie folgt umgesetzt:

• 12,3 % Gewichtsreduktion
• Masse reduziert von 28 kg Zu 24,5 kg

Die Leistung nach der Neugestaltung war:

• Maximale Spannung: 186 MPa
• Biegesteifigkeit: 16.200 N/mm
• Torsionssteifigkeit: 8.800 N·m/Grad

Die ersten sechs Modalfrequenzen waren:

• 42,3 Hz
• 48,7 Hz
• 55,1 Hz
• 62,4 Hz
• 68,9 Hz
• 75,2 Hz

Im Vergleich zur ursprünglichen Struktur:

• Steifigkeit erhöht um 8%
• Die Spannungsverteilung wurde gleichmäßiger
• Die Konstruktion blieb für die Gussproduktion geeignet.

Wie sich MxSim Mechanical in die Werkzeugkette der Automobilentwicklung einfügt

Der Bericht ordnet MxSim Mechanical in einen geschlossenen Entwicklungsprozess ein:

CAD-Modellierung → Vernetzung → Simulation → Optimierung → Testverifizierung

Es unterstützt die direkte Integration mit gängigen CAD-Werkzeugen wie:

• CATIA
• UG / NX
• Creo

Es unterstützt außerdem den FE-Dateiaustausch über:

• BDF
• INP
• FEM

Der Bericht ergänzt, dass es mit professionellen Vernetzungsverfahren wie der HyperMesh-Vorverarbeitung kompatibel ist. Es unterstützt außerdem den Vergleich von Simulations- und Testdaten, was Teams hilft, Modelle zu verfeinern und das Vertrauen in die Ergebnisse zu stärken.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die PLM-Integration. Laut Bericht können Simulationsaufgaben und Ergebnisdaten in PLM-Systeme übertragen werden für:

• einheitliches Datenmanagement
• Prozessrückverfolgbarkeit
• Workflow-Anpassung im Unternehmen

Das spielt in größeren Ingenieurorganisationen eine große Rolle.

Vergleich mit internationalen CAE-Tools

Der Bericht vergleicht MxSim Mechanical mit Werkzeugen wie:

• Nastran
• Abaqus
• ANSYS Mechanical

Die wichtigsten angesprochenen Punkte sind:

• unabhängige Kerntechnologie
• vollständige chinesische Lokalisierung
• niedrigere Beschaffungs- und Wartungskosten
• besser geeignet für häusliche Arbeitsabläufe
• Unterstützung für heimische CPU- und GPU-Hardware
• integrierte, auf die Automobilindustrie ausgerichtete Modellierungsfunktionen

Der Bericht gibt außerdem an, dass die Kosten für den Kauf und die Wartung der Software etwa betragen können. ein Drittel bis die Hälfte von internationalen Werkzeugen. Dies wird als ein Grund dafür angeführt, warum inländische OEMs MxSim Mechanical als praktische Alternative für strukturelle CAE-Arbeiten betrachten könnten.

Das Quellmaterial beschreibt das Produkt außerdem als etwa umfassend 90 % der gängigen strukturellen Workflow-Funktionen im Nastran-Stil, was einen groben Überblick darüber gibt, wo es sich im Markt befindet.

Die 5 häufigsten Fragen zu MxSim Mechanical

1. Wie schneidet MxSim Mechanical im Vergleich zu gängigen internationalen CAE-Werkzeugen wie Nastran, Abaqus oder ANSYS ab?

Kurze Antwort: Es deckt viele der gleichen strukturellen Aufgaben ab und wird oft als inländische Alternative für gängige Arbeitsabläufe im Automobilbau bewertet.

MxSim Mechanical wird als groß angelegte Struktursimulationsplattform vorgestellt, die mit vergleichbar ist MSC Nastran, Abaqus Implicit und ANSYS Mechanical für viele ingenieurtechnische Aufgaben. Der Bericht und die zugehörigen Produktunterlagen beschreiben die Unterstützung für lineare und nichtlineare Strukturanalysen, Modalanalysen, Kontaktmodellierung und Topologieoptimierung.

Die am häufigsten genannten Hauptunterschiede sind:

• unabhängig entwickelte Solver-Architektur
• niedrigere Kosten
• vollständige chinesische Lokalisierung
• besser geeignet für den Einsatz im Inland
• Unterstützung für inländische Hardwareumgebungen

Im Quellenmaterial heißt es außerdem, es decke etwa Folgendes ab: 90 % von typischen Struktur-Workflow-Funktionen im Nastran-Stil.

2. Was ist der Low-Order High-Accuracy Element Algorithm und warum ist er wichtig?

Kurze Antwort: Es hilft Ingenieuren, eine höhere Genauigkeit bei Netzen niedriger Ordnung zu erzielen, ohne dabei an Geschwindigkeit einzubüßen.

Herkömmliche Elemente niedriger Ordnung sind zwar effizient, ihre Genauigkeit kann jedoch bei komplexen Strukturmodellen begrenzt sein. MxSim Mechanical verwendet eine modifizierte, hochpräzise Formulierung niedriger Ordnung, die laut Bericht die Genauigkeit um mehr als … verbessert. 50% und verkürzt die Lösungszeit um etwa 5 Mal in repräsentativen Fällen.

Dies ist besonders nützlich für:

• BIW-Dünnwandstrukturen
• Batteriegehäuse
• große Baugruppenmodelle, bei denen die Anzahl der Maschen und die Rechenzeit strenge Grenzen darstellen

3. Welche Arten von technischen Analysen kann MxSim Mechanical durchführen?

Kurze Antwort: Es deckt den Großteil der für die Entwicklung von Kraftfahrzeugen erforderlichen Struktur- und Kopplungsanalysen ab.

Der Bericht besagt, dass die Software Folgendes unterstützt:

• lineare Statik
• nichtlineare Analyse
• Modalanalyse
• Knicken
• Übergangsantwort
• Frequenzgang
• zufällige Schwingungen
• Antwortspektrumanalyse
• Thermische Analyse
• thermisch-strukturelle Kopplung
• akustisch-strukturelle Kopplung
• Starr-Flexibel-Mehrkörperdynamik
• Topologieoptimierung

Im Automobilbereich unterstützt das Aufgaben wie:

• Entwicklung der Karosseriesteifigkeit und der Modenentwicklung
• Chassis-Strukturkonstruktion
• thermisch-strukturelle Simulation des Akkupacks
• NVH-bedingte strukturelle Reaktion
• Optimierung für geringes Gewicht

4. Lässt sich MxSim Mechanical in bestehende Werkzeugketten der Automobilentwicklung integrieren?

Kurze Antwort: Ja, es ist so konzipiert, dass es in einen umfassenderen CAD-CAE-PLM-Workflow integriert werden kann.

Der Bericht besagt, dass die Software den Import aus folgenden Quellen unterstützt:

• CATIA
• Creo
• UG / NX

Es unterstützt außerdem FE-Dateiformate wie:

• BDF
• INP
• FEM

Für die Einrichtung von Automatisierung und Arbeitsabläufen umfasst es Folgendes:

• Python-Schnittstellen
• C++-Schnittstellen
• parametrisierte Arbeitsabläufe
• automatische Lastanwendung
• automatische Berichtserstellung

Der Bericht erwähnt auch Links zu Korrelationsstudien und PLM-Datenmanagement.

5. Welche Hardwareumgebungen und Rechnerarchitekturen unterstützt MxSim Mechanical?

Kurze Antwort: Es unterstützt CPU- und GPU-Berechnungen für große technische Modelle und ist mit gängigen Hardwareplattformen kompatibel.

Der Bericht besagt, dass MxSim Mechanical Folgendes unterstützt:

• Parallele CPU-Lösung
• heterogene GPU-Beschleunigung
• Out-of-Core-Berechnung
• Kompatibilität mit inländischen Prozessoren wie Kunpeng und Loongson

Es enthält außerdem Beispiele für die Lösung großer Automobilmodelle, darunter:

• A 1,5 Millionen Elemente BIW-Modalfall
• 40 % schneller Lösungszeit unter 8-Kern-GPU-Beschleunigung

bis zu 210 Mal Geschwindigkeitsverbesserung in einem 4-GPU AMLS-Einrichtung