Die gestiegenen Anforderungen an den konstruktiven Systemleichtbau erfordern eine ganzheitliche Betrachtung in der Strukturoptimierung. Um die heute geforderten Verbesserungspotentiale zu erreichen, ist der Ansatz einer ganzheitlichen Berücksichtigung von Stoff-, Form- und Fertigungsleichtbauaspekten zielführend. Die zur Verfügung stehenden Optimierungsverfahren zur gewichtsoptimierten Designfindung einzelner Bauteile und Baugruppen sind die Topologieoptimierung sowie die Gestalt- und Sickenoptimierung. Mit diesen Optimierungsverfahren lässt sich primär die Disziplin des anforderungsgerechten Formleichtbaus betreiben. Die ganzheitliche Produktoptimierung mit Hilfe der numerischen Strukturoptimierung wird am Beispiel eines Planetenträgers eines Nutzfahrzeuggetriebes beschrieben. Die Überarbeitung des Bauteils hinsichtlich einer gesteigerten Wirtschaftlichkeit für eine neue Getriebeserie erfolgt durch eine Topologieoptimierung mit Hilfe von TOSCA Structure. Neben einer detaillierten Beschreibung der Optimierung werden die signifikanten Optimierungspotenziale aus systemischer Sicht aufgezeigt und abschließend bewertet. Es zeigte sich deutlich, dass sich erst durch die gezielte Nutzung von Sekundäreffekten und Synergien im gesamten Produktentstehungszyklus sowie durch eine bessere Zusammenarbeit der einzelnen Disziplinen in Kombination mit modernen Optimierungswerkzeugen die heute nötigen Verbesserungspotenziale erschließen lassen. Dieser Prozess der steigenden Anforderungen bei bereits immer ausgereifteren Bauteilen an den Grenzen des technisch Machbaren wird sich in Zukunft aufgrund der ökonomischen wie ökologischen Rahmenbedingungen fortsetzen. Dabei wird das Erschließen neuer Optimierungspotentiale unumgänglich. Der CAE-gestützten Bauteiloptimierung kommt dabei eine Schlüsselrolle zu.
Systemleichtbau durch ganzheitliche Betrachtung der Strukturoptimierung
2013
7 Seiten, 5 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Ganzheitliche Auslegung von AD Sandwich Blechen als Beitrag zum Systemleichtbau
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