Der Topologieoptimierer in SOLIDWORKS Simulation Professional

"Der SOLIDWORKS Topologieoptimierer ermöglicht einen schnellen ersten Designvorschlag, der erheblich zur Reduzierung der Entwicklungszeit beitragen kann“

simulation-innovation.png (PresseBox) ( Feldkirchen-Westerham, )
Mit großer Neugierde haben wir den Topologieoptimierer, der sich ab SOLIDWORKS 2018 standardmäßig im Paket SOLIDWORKS Simulation Professional befindet, getestet…
 
Ziel der Konstrukteure von heute ist es, innovative Produkte in kürzester Zeit zu entwickeln. Dabei sind Sicherheit, Lebensdauer und Gestaltung nur einige Aspekte, die berücksichtigt werden müssen. Für die Findung des bestmöglichen Designs kann der Topologieoptimierer als „digitaler Berater“ einen wegweisenden Vorschlag liefern.

Ausgangspunkt für das Berechnungsverfahren ist ein geometrischer Körper, der den maximalen Bauraum für das zu entwickelnde Teil beschreibt. Unter Berücksichtigung der definierten Kräfte und Einspannungen wird ein idealer Körper ermittelt, bei dem unbelastete Bereiche entfernt werden. So werden optimale Ergebnisse mit den Zielen „Bestes Steifigkeit-Gewicht-Verhältnis“ oder „Beste Spannungsreduzierung“ erreicht.

Wir führten einen Test innerhalb des MB CAD-Teams durch: Zehn Kollegen sollten einen Vorschlag für das optimale Design skizzieren. Vorgegeben war eine Platte mit einer fixierten und zwei belasteten Bohrungen. Acht Kollegen schlugen ein Design in Form eines Bumerangs vor, ein weiterer zeichnete ein „Spinner-Design“, und eine Kollegin kam auf die Idee, ein mit Stäben verbundenes Dreiecksdesign vorzuschlagen. Der Topologieoptimierungsprozess wurde gestartet und brachte einen Vorschlag zutage, der dem Dreiecksdesign am nächsten kam.

Wir haben weitere Aufgabenstellungen simuliert:
Bei einem Pedal wurde der vorgegebene Bauraum ausgehöhlt und ausgespart – wir setzten diesen Vorschlag in ein mit Rippen versehenes Teil um, dass so gefräst werden könnte.

Ebenso haben wir uns die Tretkurbel eines Fahrrades vorgenommen – auch hierzu lieferte uns der Optimierer einen Vorschlag, den wir nachmodellierten und, wie alle vorangegangenen Beispiele, statisch nachrechneten.

Unser Fazit: Der Topologieoptimierer lieferte tolle Designvorschläge. Bei Neukonstruktionen und bei der Verbesserung von „Altbewährten“ ist die Technik imstande, essenzielle Ideen zu liefern. Erwähnt sei, dass die Berechnungszeit, je nach Komplexität, länger ausfallen kann. Die Ergebnisse können grafisch oder als Modell ausgegeben werden, in der Regel müssen sie „nachmodelliert“ werden.
Die Beispiele zeigen auf, dass sowohl mit Fräs- und Lasertechnik (Blechverarbeitung) als auch mit den Druck- und Gussherstellungsverfahren optimierte Bauteile geschaffen werden können – es sind keine Einsatzgrenzen gegeben.

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