Parametrische Optimierung

Auch im Maschinen- und Anlagenbau werden die Themen Gewichtsminimierung, Energie- und Ressourceneffizienz, neue Multi-Material-Werkstoffsysteme sowie Fügetechniken immer wichtiger. Die Entwicklungszyklen werden außerdem auch in dieser Branche zunehmend kürzer. Die Hersteller von Maschinen und Anlagen müssen demnach in der Lage sein, immer mehr Varianten bereits früh im Konstruktionsprozess zu beurteilen. Dies gelingt mit einem systematischen, virtuellen CAE-Entwicklungsprozess.

In der Produktentwicklung von Fertigungsmitteln bieten sich einige Einsatzmöglichkeiten für CAE-basierte Methoden an. In der Abteilung »Leichtbautechnologien« werden diese Methoden im virtuellen Produktentwicklungsprozess konsequent angewendet, um Optimierungspotenziale schnell und einfach zu ermitteln.

Auf Basis der vorhandenen Finite-Elemente-Modelle können besonders Sensitivitätsstudien wichtige Erkenntnisse über die Vor- und Nachteile bestimmter Konstruktionsmerkmale liefern. Mit Hilfe von parametrischen Sensitivitätsanalysen können die maßgeblichen Variablen identifiziert und das Optimierungspotenzial des Modells aufgedeckt werden. Daraus lassen sich Maßnahmen zur Verbesserung der statischen und dynamischen Eigenschaften ableiten und Parameteroptimierungen durchführen. Diese Kenntnisse können mit Hilfe von Variantenstudien durch parametrische Analysen gewonnen werden. Grundlage der parametrischen Optimierung sind parametrierte Berechnungsmodelle. Parameter können beispielsweise Werkstoff- oder Geometriedaten sein. Die festgelegten Parameter werden so lange miteinander kombiniert und variiert, bis ein definiertes Optimierungskriterium (Spannungen, Verschiebungen,…) erzielt wird. Hierdurch können letztendlich die optimalen Designs (Parameterkonfigurationen) ermittelt und eine Strukturoptimierung von Maschinen, Anlagen und deren Komponenten erreicht werden. Ziel ist es, die ideale Lösung für eine Konstruktionsaufgabe zu finden und damit die Wettbewerbsfähigkeit des Produkts zu erhöhen. Die Abteilung »Leichtbautechnologien« ist durch die Anwendung modernster CAE-Werkzeuge und einem umfassenden Know-how auf dem Gebiet der Optimierung in der Lage, auch bei gegensätzlichen Anforderungen die bestmögliche Konstruktionslösung zu entwickeln.