Der neue Airbus A380 soll 500 Passagiere aufnehmen, 20 % geringere Betriebskosten als die entsprechende Boeing-Maschine verursachen und auf einer Fläche von 80 m x 80 m Platz finden. Das bedeutet optimierte Flügelform, minimales Gewicht, optimale Platzausnutzung. Vierzig Prozent der Struktur werden aus Verbundstoffen gefertigt, die Komponenten werden lasergeschweißt. Zur weiteren Reduzierung des Strukturgewichts werden innovative numerische Methoden wie die Topologie-Optimierung eingesetzt. Als Programm dient Optistruct von Altair Engineering aus Michigan. Ein Bauraum wird vorgegeben, in dem Material nach Maßgabe von Optimierungszielen verteilt wird. So wird bereits vor dem ersten Design mit CAE gerechnet. Am Beispiel der Rippenstruktur des Vorderflügels wird die Vorgehensweise veranschaulicht. Im ersten Schritt wurde ein steifigkeitsoptimierter Vorschlag entwickelt, der durch mathematische Variation von Wandstärken und Steghöhen auf Lebensdauer und Beugeverhalten hin optimiert wurde. So entstanden konzeptionell völlig unterschiedliche Rippen. Die entwickelte Fachwerkstruktur erfüllt auch zusätzliche Anforderungen an die Schubsteifigkeit. Als Designparameter wurden die Steghöhen und die Wandstärken verwendet. Spannungs- und Beulfaktoren dienten als Randbedingungen. Die gestellten Gewichtsanforderungen wurden nahezu erfüllt. Die Optimierungsberechnungen dauerten nur wenige Wochen, so dass die Entwicklungszeit deutlich reduziert wurde.
Topologie-Optimierung bei der Entwicklung des Airbus A380
CADplus ; 5 ; 44-45
2003
2 Seiten, 3 Bilder, 1 Quelle
Article (Journal)
German
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Verbundwerkstoffe im Airbus A380
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