FEM (Finite-Elemente-Methode)

Die Tiefziehsimulation ist aufgrund von Materialmodellierung, Kontaktbedingungen und großen Verzerrungen eine hochgradig nichtlineare Simulation. Zur Sicherstellung qualitativ hochwertiger Simulationen bei gleichzeitig vertretbaren Berechnungszeiten werden Simulationstechniken der Zeit- und Massenskalierung angewandt.
Weiterhin wird das dynamische Verhalten des gesamten Pressensystems und sein Auswirkung auf den Ziehvorgang untersucht.

Bei der akustischen Optimierung technischer Fragestellungen ist es oft zielführend, nicht nur physikalische Größe, wie den Schalldruck zu reduzieren. Viel mehr ist ein Geräusch zu generieren, welches vom Kunden als angenehm empfunden wird. Die Finite-Elemente-Methode bietet hier Möglichkeiten, um auch das akustische Fluid mit Strukturen zu koppeln, um möglichst präzise Aussagen über die Geräuschentwicklung zu berechnen.
Für Berechnungen im akustischen Außenraum, sind geeignete Randbedingungen zu wählen, wie Infinite-Elementen, oder die Dirichlet-to-Neumann Randbedingung. Um nun die Berechnungszeiten gering zu halten, werden Modellreduktionsverfahren eingesetzt, für eine Approximation der Schallabstrahlung im Frequenzbereich.

Maschinelles Lernen (ML) bietet durch die Verknüpfung mit Simulationsmodellen eine Möglichkeit, die Vorteile der Methoden zu kombinieren, während die Nachteile stark reduziert werden können. So dienen Simulationsmodelle als Datengrundlage, deren Aussagen von ML-Modellen und -algorithmen für eine Anzahl unterschiedlicher Trainingsverfahren genutzt werden. Zudem eignen sich Simulationen als Basis für datenhungrige Deep-Learning-Modelle und zur Datenvervielfältigung. Durch Einsatz von ML und Metamodellen können zeitintensive Simulationen „verkürzt“ werden. Dies bietet wiederum eine Basis für den Einsatz von Simulationsmodellen in regelungstechnischen Anwendungen. Ein weiteres Potenzial liegt in der Validierung von Simulationsmodellen, um etwaige Lücken zwischen Simulation und Realität schließen zu können.
Methoden des Clusterings ermöglichen es, Simulationsergebnisse dezidiert und automatisiert auf Ausreißer zu überprüfen.

Die Isogeometrische Analyse ist eine zur FEM zugehörige Forschungsrichtung, die sich mit der Berechnung von Modellen mit der realen Bauteilgeometrie (CAD-Modell) befasst. Ihre Vorteile liegen in der Reduktion des Pre-Processing Aufwands, der exakten Abbildung der Geometrie sowie des Potenzials zur Verkürzung von Rechenzeiten.