3DEXPERIENCE PORTFOLIO - DESIGNFINDUNG & TOPOLOGIEOPTIMIERUNG
Generative Design | Geometrie aus dem Computer
FUNCTION DRIVEN GENERATIVE DESIGNER (GDE), STRUCTURAL GENERATIVE DESIGNER (SGD), STRUCTURAL GENERATIVE ENGINEER (OPZ)
Die drei Rollen Function Driven Generative Designer (GDE), Structural Generative Designer (SGD) und Structural Generative Engineer (OPZ) dienen zur Initial-Designfindung von Bauteilen mittels Optimierungsmethoden. Im ModSim-Ansatz bilden diese Rollen eine direkte Verbindung zwischen CAD-Design mit CATIA und Strukturberechnung mit SIMULIA.
Insgesamt stehen vier Optimierungsmethoden zur Verfügung:
- Topologieoptimierung
- Formoptimierung
- Dickenoptimierung
- Sickenoptimierung
Ziel aller Methoden ist eine optimale Auslegung und Leistung mechanischer Bauteile hinsichtlich Steifigkeit und/oder Festigkeit bei definiertem Materialeinsatz.
Bei der Topologieoptimierung werden ausgehend von einem maximal einnehmbaren Bauraum zunächst Lasten und Randbedingungen definiert. Im nächsten Schritt berechnet der Optimierer, an welchen Stellen Material benötigt wird und wo nicht. Es entstehen bionische Strukturen, die dann mittels Flächenrückführung in definierte CAD-Geometrien gewandelt werden.
Fertigungsrestriktionen, wie Austragsrichtung, Dickenbegrenzung, etc. erlauben es, diese Methode für verschiedene Fertigungsverfahren wie beispielsweise (Spritz-)Guss, 3D-Druck, oder spanende Bearbeitung anzuwenden.
Die Formoptimierungsmethode erlaubt die Reduktion von Spannungen in Radien und Übergängen wie beispielsweise Wellenabsätzen und kann verwendet werden, um topologieoptimierte Bauteile weiter zu verbessern. Dickenoptimierung von Blech- oder Balkenstrukturen erlaubt es den Materialeinsatz zu minimieren. Die Sickenoptimierung bei Blechen dient dazu die Steifigkeit, bzw. die Eigenfrequenzen von Blechen zu erhöhen.
Wesentliche Unterscheidung zwischen den Rollen ist, dass GDE und SGD ausschließlich lineare Berechnungen durchführen können, während OPZ auch nicht-lineare Herausforderungen, beispielsweise mit Kontaktstellen, meistert. GDE setzt auf die Strukurrolle SRD auf und erlaubt ausschließlich Topologieoptimierung. SGD beinhaltet die Strukturrolle SLL und erweitert diese um alle genannten Optimierungswerkzeuge. OPZ wiederum enthält alle Funktionen des SYE plus die umfänglichsten Optimierungsmöglichkeiten.
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