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Thermoelektrische- und thermische Simulation zur Absicherung von Funktion und Produktqualität

Thermische Simulation bzw. Thermische Berechnung ermöglicht die Darstellung von Wärmeentwicklungen und Wärmeverteilungen innerhalb Ihrer Baugruppe in Wechselwirkung mit benachbarten Einzelkomponenten. Durch eine thermoelektrische Simulation bilden wir die Wärmeentwicklung durch Stromfluss innerhalb von Bauteilen und Baugruppen ab. Somit kann beispielsweise eine Aussage darüber getroffen werden, ob angrenzenden Komponenten zerstört oder beschädigt werden, wenn ein benachbartes Bauteil überhitzt. Weiterhin sind wir in der Lage, durch transiente Thermodynamik-Simulation Dauer und Temperaturverteilung während eines Abkühl- oder Aufheizprozesses zu bestimmen.

Oftmals dient eine thermische Berechnung in Kombination mit ergänzenden Temperaturmessungen im Rahmen des Produktentwicklungsprozesses nicht nur zur Absicherung von Funktion und Produktqualität, sondern auch zur Validierung der Anordnung thermisch sensibler Bauteile.

Durch Thermodynamik-Simulation werden Temperaturverteilungen in Bauteilen (Festkörpern) durch Effekte wie Konvektion, Wärmeleitung und Wärmestrahlung abgebildet.

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Thermische Berechnung einer Rückleuchte

Temperaturverteilungen aufgrund der Einwirkung von Strömungen werden hingeben üblicherweise eher mit Hilfe von CFD-Simulationen untersucht, wobei wir Ihnen jedoch auch im Rahmen unseres Dienstleistungsangebotes gerne weiter helfen. Vermeiden Sie Bauteilversagen und gehen Sie mit unserer Unterstützung auf Nummer sicher !

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Stand der Technik zur Ermittlung der Temperaturverteilung durch Thermische Simulation

Die Thermodynamik-Simulation beruht im Wesentlichen auf der Theorie der FEM-Berechnung. Im Gegensatz zur Strukturanalyse sind hier jedoch die Algorithmen weitaus weniger komplex. Somit lassen sich auch komplexe Baugruppen mit vielen thermischen Kontakten problemlos realistisch abbilden.

Vorgehensweise zur Funktionsabsicherung Ihrer Produkte durch Thermische Simulation

Wenn es darum geht, die Funktionsweise Ihrer Konstruktion durch Thermodynamik-Simulation abzusichern, schauen wir uns die Temperaturverteilung innerhalb Ihres Produktes genau an.

Auf Wunsch setzen wir uns mit den Herstellern der Einzelkomponenten in Verbindung, um entsprechende Anforderungen und thermische Grenzwerte zu ermitteln. Dies ermöglicht uns, Ihre Konstruktion durch unsere Wärmesimulation gezielt auszulegen. So setzen wir die entsprechenden Herstellerinformationen bzgl. Ihrer sensiblen Bauteile gemeinsam mit Ihren Vorgaben zu Wärmequellen und -senken in möglichst realistischen Kontakt- und Randbedingungen um.

Kennwerteermittlung für Thermische- und Thermoelektrische Simulation

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Thermoelektrische Simulation einer Leiterplatte

Für die Thermodynamik-Simulation und die thermoelektrische Simulation sind in der Regel Wärmekapazitäten, thermische Leitfähigkeiten, Dichten, Spannungen und Stromstärken als charakteristische Größen ausschlaggebend. Dabei beschreiben sie die thermischen bzw. thermoelektrischen Eigenschaften der einzelnen Materialien, oder charakterisieren durch die Definition thermischer Kontakte das Verhalten der Thermodynamik-Simulation in den Kontaktbereichen.

Diese Kennwerte werden in der Regel kundenseitig vorgegeben, können aber auf Wunsch von uns ermittelt, durch Interpolationsverfahren genähert, oder durch Versuche bestimmt werden.

Versagenskriterien zur Bewertung der Thermodynamik-Simulation

Für eine Versagensbewertung im Rahmen der Wärmesimulation bilden wir die thermischen Lasten auf Ihrem System möglichst realitätsgetreu ab. Dabei legen wir mit Ihnen gemeinsamen die erforderlichen Kriterien für das Versagen Ihrer Komponenten fest. Übliche Versagenskriterien sind dabei:

  • Überschreitung einer Maximaltemperatur an einer bestimmten Komponente
  • Entstehen von Hotspots durch mangelnde Wärmeabfuhr

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