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Lastgerechter Bauteilentwurf mit Hilfe der ANSYS Topologieoptimierung

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​Die Entwicklung hochfester Materialien und die ständige Forderung nach Kostensenkung und Gewichtsreduktion erfordern neue Lösungswege und Strategien im Konstruktionsprozess innovativer Bauteile. Der Schlüssel zu einer optimalen Struktur ist hierbei die Identifikation der maßgeblichen Lastpfade. Mit der ANSYS Topologieoptimierung stellt ANSYS ein numerisches Werkzeug zur Verfügung, welches eine optimale Materialverteilung hinsichtlich eines vordefinierten Design-Raums berechnet. Dabei werden sowohl mechanische Belastungen (statisch / dynamisch) als auch Beschränkungen (konstruktiv / fertigungsbedingt) berücksichtigt. Die vollständige Integration in ANSYS Workbench ermöglicht einen strukturierten und intuitiven Arbeitsprozess zur Erzeugung solcher topologieoptimierter Strukturen. Die anschließende Überarbeitung des gefundenen Designvorschlages mit ANSYS SpaceClaim Direct Modeler ermöglicht eine nahtlose Rückführung zur CAD-Geometrie.

ZIELGRUPPE

​Mit der ANSYS Topologieoptimierung legt ANSYS sowohl Konstrukteuren als auch Entwicklungsingenieuren ein intuitives und schlagkräftiges Werkzeug in die Hand, um sich den neuen Herausforderungen zu stellen und diese erfolgreich zu meistern.

IHR NUTZEN

​Am Ende des Tages hat der Teilnehmer tiefe Einblicke in die grundlegenden Konzepte der Topologieoptimierung in Kombination mit der software-technischen Umsetzung in ANSYS. Best Practice Empfehlungen bzw. Dos and Don’ts werden vermittelt. Zahlreiche Beispiele ermöglichen die ersten praktischen Erfahrungen mit der ANSYS Topologieoptimierung.

Agenda

Tag 1

M1: Material entlang der Lastpfade

  • ​Motivation
  • Konzept der Topologieoptimierung
  • ANSYS Analyse System: Topologieoptimierung
  • Beispiel: 2D Michell-Struktur

M2: Topologieoptimierung in der Statik

  • ​Zielfunktionen in der Statik
  • Optimierungs- und Fertigungsrestriktionen in der Statik
  • Beispiele:
    • 2D Michell-Struktur: Volumen-Restriktion vs. Masse-Restriktion
    • Motorhalterung: Berücksichtigung mehrerer Lastfälle
    • Ventil-Trieb: Min. Nachgiebigkeit vs. Min. Masse

M3: Topologieoptimierung in der Dynamik

  • ​Exkurs in die Dynamik: Die Modalanalyse
  • Zielfunktionen in der Dynamik
  • Optimierungs- und Fertigungsrestriktionen in der Dynamik
  • Beispiel: Ventil-Trieb: Max. Eigenfrequenzen

M4: Der Weg zurück in die Konstruktion

  • ​Optimierung trifft auf Konstruktion
  • Direct Engineering - Bearbeitung der *.STL Geometrie
  • Reverse Engineering - Rekonstruktion der NURBS-Flächen/Kurven
  • Beispiele:
    • Optimierte Motorhalterung (Direct Engineering)
    • Optimierte 2D Michell-Struktur (Reverse Engineering)
    • Optimierte Felge (Reverse Engineering)

ERGÄNZENDE VERANSTALTUNGEN