FEM-Optimierungen

FEM-Optimierungen 2017-05-21T15:18:28+00:00

Zukunftsweisende Neuentwicklungen sind ohne moderne Berechnungsverfahren wie die der FEM heute kaum noch vorstellbar. Immer mehr werden dabei die Ergebnisse der FEM-Berechnung in den Entwurfsprozess integriert, um die Entwicklung weiter zu beschleunigen.

Für diese Aufgabe werden Optimierungsmodule verwendet, die charakteristische Größen der Berechnung parametrisieren und diese adaptiv verändern, um einen Entwurf systematisch und effizient zu verbessern.

Vorteile, die dadurch erreicht werden, sind u. a.:

Optimierungsziel Nutzen
Erhöhung der Tragfähigkeit,
Optimierung von Spannungsgrößen, Eigenfrequenzen
höhere Belastbarkeit,
größere Lebensdauer
Verkürzung der Entwicklungszeit frühere Marktpräsenz
Gewichtsminimierung, geringerer Materialverbrauch Senkung der Fertigungskosten

Wie wird optimiert?

Basis für die Optimierung ist Ihr Entwurf, der durch wiederholte FEM-Analysen innerhalb des Optimierungsprozesses gezielt verbessert wird. Gemeinsam formulieren wir die Zielfunktion sowie die geometrischen und physikalischen Randbedingungen der Aufgabenstellung. Ihren Entwurf überführen wir in ein FEM-Modell, das durch die Optimierungssoftware unter Veränderung z. B. der Gestalt wiederholt durchgerechnet wird, wobei die Berechnungsergebnisse der Bewertung dienen.

Mit dem von IWiS selbst entwickelten FEM-Optimierungsmodul SMARTFEM verfügen wir über ein effizientes Werkzeug zur Bearbeitung Ihrer Optimierungsaufgaben. Hierbei werden die für die Konstruktion ausschlaggebenden Parameter gezielt innerhalb definierter Grenzen zu einem Optimum geführt.

Weiterhin stehen innerhalb des FEM-Systems FEMAP/NX-Nastran Optimierungsmöglichkeiten zur Verfügung, die sowohl parametergesteuert als auch topologieorientiert arbeiten.

Was kann optimiert werden?

Optimierungen werden routinemäßig zur Verbesserung mechanischer Systeme eingesetzt, um z. B. Gewicht und Materialkosten einzusparen. Ziel kann jedoch auch sein, z. B. bei dynamischen Anregungen bestimmte Frequenzbereiche frei von Eigenfrequenzen zu halten oder Soll-Parameter zu erhalten, die bei der Auswahl des einzusetzenden Materials wichtige Hinweise liefern.

Weiterhin werden Optimierungen eingesetzt, um Strömungen so zu beeinflussen, dass z. B. bestimmte Kühlungsvorgaben erreicht werden.

Durch optimiertes Reverse Engineering können für bestehende Systeme neue Verwendungs- und Einsatzmöglichkeiten gefunden werden.

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