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Software für die Topologieoptimierung 2018-04-05T17:50:18+00:00

Was ist die Topologieoptimierung?

Mit einer Topologieoptimierung ermitteln Sie die beste Kombination aus Materialeinsatz und Stabilität für Ihre Konstruktion. Von einem von Ihnen definierten Bauraum wird das Material überall dort entfernt, wo es nicht gebraucht wird.

Vorteile der Topologieoptimierung

Einsparung von Material

Die Topologieoptimierung erstellt Ihnen ein Bauteil, dass weniger Material enthält und dennoch den Belastungen standhält. Ihr Bauteil wird somit hinsichtlich Gewicht, Dimensionierung und Spannungen für die Fertigung optimiert.

Einsparung von Zeit

Die Topologieoptimierung ermöglich Ihnen eine vollkommen neue Vorgehensweise in ihrem Konstruktionsprozess. Denn sie berücksichtigt schon in der Designphase die Belastungen, denen das Bauteil später ausgesetzt sein wird.

Einsparung von Material = geringere Kosten

In Zeiten wo der Leichtbau immer wichtiger wird, steht jeder Konstrukteur vor der Frage, wie das Gewicht der Bauteile verringert werden kann. Doch wo kann das Material weggenommen werden? Die Topologieoptimierung zeigt Ihnen die Bereiche und lässt das Material nur dort, wo es benötigt wird.

In Zeiten wo der Leichtbau immer wichtiger wird, steht jeder Konstrukteur vor der Frage, wie das Gewicht der Bauteile verringert werden kann. Doch wo kann das Material weggenommen werden? Die Topologieoptimierung zeigt Ihnen die Bereiche und lässt das Material nur dort, wo es benötigt wird.

Immer wieder besteht die Gefahr, dass das Bauteil auf Grund von falscher Dimensionierung bricht. Das liegt an den zu hohen Spannungen und kann oft fatale Folgen haben. Die Topologieoptimeriung schützt sie davor und zeigt ihnen die Spannungen an.

Sie überlegen das Bauteil anschließend mit dem 3d-Drucker zu fertigen? Dann kennen Sie das Problem der benötigten Supportstrukturen. Die Topologieoptimierung berücksichtigt dies und gibt erstellt nur Bauteile, die sie auch bequem mit dem 3D-Drucker herstellen können.

Machen Sie sich keine Gedanken um ihren Bauraum. Die Software berücksichtigt dies und benutzt nur den Bereich, den Sie vorgeben.

Durch die Reduzierung des Materials auf die Bereiche, die nötig sind, können Sie sehr viel Geld sparen. (Integralbauweise zu Differenzialbauweise)

Weniger Kosten durch geringeren Zeitaufwand

Im bisheriger Konstruktionsprozess folgte nach der Idee direkt das Design. Erst danach wurde überprüft, ob dieses Design auch den Belastungen standhielt und den Anforderungen entsprach. War dies nicht der Fall musste nochmal auf die Designphase zurückgegriffen werden und der ganze Prozess durchlaufen werden. Dadurch verliert jedes Projekt sehr viel Zeit.

Der traditionelle Konstruktionsprozess ohne Topologieoptimierung

Der simulationsgetriebene Konstruktionsprozess mit Topologieoptimierung

Im neuen Konstruktionsprozess steht das Design weiter hinten. Es wird nicht weiter überprüft, ob es den Belastungen standhält. Vielmehr bestimmen die Belastungen das Design. Dadurch ist sichergestellt, dass der Designprozess die optimalen Ergebnisse liefert.

Software für die Topologieoptimierung – Inspire

Mit Inspire können Konstrukteure, Produktentwickler und Architekten schnell und einfach effiziente Konzepte erstellen und prüfen. Mit herkömmlichen Struktursimulationen können Ingenieure überprüfen, ob ein Entwurf den Belastungen standhält. Inspire verbessert diesen Prozess, indem ein neues Materiallayout innerhalb eines Bauraums generiert wird, indem die Belastungen als Eingabe verwendet werden. Die Software ist einfach zu erlernen und funktioniert mit vorhandenen CAD-Tools, um Konstruktionsteile schneller zu entwickeln und so Kosten, Entwicklungszeit, Materialverbrauch und Produktgewicht zu reduzieren.

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Vorgehensweise der Topologieoptimierung mit Inspire

1. Skizzieren oder importieren

Nutzer können in Inspire 2D-Profile skizzieren, diese zu Volumenkörper austragen oder aber vorhandene CAD-Daten aus Fremdsoftware importieren. Insprire unterstützt alle wichtigen CAD-Programme.

2. Geometrievereinfachung

Verwenden Sie die in Inspires integrierte Geometrievereinfachungsfunktion, um ein Teil zu bereinigen und ihm einen Entwurfsbereich zuzuweisen.

3. Modelleinstellungen

Verwenden Sie die intuitiven Werkzeuge von Inspire, um Kontakt- , Stoß- und Verbindungselemente hinzuzufügen um anschließend Materialien und Randbedingungen zuzuweisen.

4. Formgenerierung

Inspire nutzt den Konstruktionsraum in Kombination mit gegebenen Randbedingungen um das ideale Materiallayout zu generieren.

5. Formverfeinerung

Verwenden Sie das PolyNURBS-Toolset um das Optimierungssrgebnisse mit NURBS-Geometrie zu umhüllen.

6. Leistungsprüfung

Die in Inspires intergrierte lineare statische und normale Modi-Analyse hilft, die Leistung der Teile zu visualisieren und zu verifizieren.

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Top-Features der Topologieoptimierung mit Inspire

PolyNurbs

Nurbs bedeutet Non-Uniform Rational B-Splines (deutsch: nicht-uniforme rationale B-Splines) und sind mathematisch definierte Kurven oder Flächen, mit denen sie beliebige Formen modellieren können. Mit dieser Modelliermethodik können Sie in der Topologieoptimierung aus der optimierten Struktur einen Solid-Körper aus Freiformflächen erstellen. Wenn Sie wissen wollen, wie das geht, schauen Sie sich das Video an.

Lattice

Lattice bedeutet Gitter und ermöglicht Ihnen die Fachwerkstruktur eines 3D-Drucks in die Optimierung zu integrieren. Dadurch wird noch weniger Material benötigt und sie haben eine optimale Übereinstimmung von Berechnung und Realität.

Draw Angular and Comparison

Die Funktion Draw Angular ermöglicht Ihnen die Optimierung an die Fertigung anzupassen. Um eine Supportstruktur im 3D-Druck zu umgehen, benötigen Sie einen Mindestwinkel (meist < 45°) [Bild zur Erklärung] Die Eingabe dieses Winkels genügt, um dies in der Optimierung zu berücksichtigen. Anschließend können Sie zusätzlich die Steifigkeit und Masse für verschiedene Winkel gegenüberstellen.

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