Da Triebwerksaufhängungen ausschließlich Strukturaufgaben erfüllen, sind sie bestens für eine Strukturoptimierung geeignet. Bei der Gewichtsoptimierung dieser Aufhängungen wurden die Analysewerkzeuge MSC/Shape und MSC/Topology angewendet. Der Einsatz von MSC/Topology ermöglicht als grundlegenden Schritt die Form der Tragstruktur zu Beginn der Optimierung vollständig offen zu lassen. Erst während der Optimierung stellen sich die Lastpfade und damit die Form der Struktur ein. Im besonderen ist keine Definition von Designvariablen erforderlich. Am Ende dieses Prozesses liegt ein FE-Modell vor, welches aber noch keine genaue Analyse der Spannungen erlaubt. Nach einer manuellen Aufarbeitung dieses Modells wird mit dem Programm MSC/Shape die endgültige geometrische Form der Aufhängung ermittelt. Bei diesem Prozeß wird die Lage der Knoten so geändert, daß sich ein gewünschter Spannungszustand einstellt. Mit dem beschriebenen Verfahren konnte eine Gewichtsersparnis an der Triebwerksaufhängung von ca. 20 % erzielt werden. Dieses Ergebnis wurde unter Beibehaltung der resultierenden Struktursteifigkeit erzielt. Im Gegensatz zu üblichen Optimierungsprogrammen, die mit Designvariablen und einer Sensitivitätsanalyse arbeiten, wird das verbesserte Iterationsmodell bei MSC/Topology und MSC/Shape durch die Funktion eines Reglers bestimmt. Dieser wertet die Spannungen im Bauteil aus und verändert dementsprechend die Elemente bzw. die Lage der Knoten des Modells. Durch den Wegfall der Sensitivitätsanalyse und der Definition der Designvariablen ist der Optimierer in der Lage, die Lastpfade im Bauteil frei zu bestimmen. Damit die Optimierung erfolgreich abläuft, muß der Berechnungsingenieur neben der richtigen Wahl der Parameter zur Steuerung FEM-Modelle erzeugen, die bestimmte Anforderungen erfüllen. Letzteres kann einen erheblichen Arbeitsaufwand bedeuten. MSC/Topology und MSC/Shape kann nur bei statischen Lastfällen eingesetzt werden. Dabei spielt es keine Rolle um wieviel Lastfälle es sich handelt. Die Anwendung dieser Programme auf die hier betrachtete Triebwerksaufhängung führte zu einer kompletten Umgestaltung der Versteifungsrippen in der Tragstruktur.


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    Titel :

    FE-Optimierung mit MSC/Topology und MSC/Shape am Beispiel einer Triebwerksaufhängung von BMW Rolls-Royce Aeroengine


    Beteiligte:
    Crnogorac, R. (Autor:in) / Dufour, K.H. (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    1997


    Format / Umfang :

    18 Seiten, 12 Bilder


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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