Software: FEM - Tutorial - Strukturoptimierung - Optimierungsverfahren: Unterschied zwischen den Versionen

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Es geht in diesem Abschnitt nicht um konkrete Optimierungsalgorithmen und nicht um konkrete Methoden der Zielfunktionsformulierung. Es soll hier nur ein Überblick gegeben werden, wofür numerische Optimierung im Rahmen der Strukturoptimierung genutzt wird und an welchen Strukturparametern dabei "gedreht" werden kann:
=== Einsatz im Konstruktionsprozess ===
Innerhalb des Konstruktionsprozesses werden die einzelnen Aspekte einer Bauteil-Struktur nacheinander in der folgenden Reihenfolge jeweils einer Optimierung unterzogen (''Bild aus Arion-Theoriehandbuch''):
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# Topologie
# Form (Gestalt)
# Abmessungen (Dimensionierung)
# Material
Für die einzelnen Aspekte können dabei isoliert optimale Lösungen gesucht werden. Meist existieren jedoch Wechselwirkungen zwischen den Struktur-Aspekten, die dann z.B. zu einem iterativen Vorgehen zwingen, wenn die unterschiedlichen Kriterien nicht zu einer gemeinsamen Zielfunktion zusammengeführt werden können:
* Die klassische Optimierung der Abmessungen und des Materials besitzt zwar ein hohes Potential zur Verbesserung der Funktionalität, haben aber meist nur geringen Einfluss auf die Kosten im Produktlebenszyklus.
* Die vorgelagerte Topologie- und Formoptimierung mit einem weit höheren Einfluss auf die Produktkosten überlässt man heute meist noch der Kreativität und dem Erfahrungswissen der Entwicklungsingenieure.




Version vom 13. April 2018, 15:18 Uhr

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Optimierungsverfahren (Klassifizierung)

Es geht in diesem Abschnitt nicht um konkrete Optimierungsalgorithmen und nicht um konkrete Methoden der Zielfunktionsformulierung. Es soll hier nur ein Überblick gegeben werden, wofür numerische Optimierung im Rahmen der Strukturoptimierung genutzt wird und an welchen Strukturparametern dabei "gedreht" werden kann:

Einsatz im Konstruktionsprozess

Innerhalb des Konstruktionsprozesses werden die einzelnen Aspekte einer Bauteil-Struktur nacheinander in der folgenden Reihenfolge jeweils einer Optimierung unterzogen (Bild aus Arion-Theoriehandbuch):

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  1. Topologie
  2. Form (Gestalt)
  3. Abmessungen (Dimensionierung)
  4. Material

Für die einzelnen Aspekte können dabei isoliert optimale Lösungen gesucht werden. Meist existieren jedoch Wechselwirkungen zwischen den Struktur-Aspekten, die dann z.B. zu einem iterativen Vorgehen zwingen, wenn die unterschiedlichen Kriterien nicht zu einer gemeinsamen Zielfunktion zusammengeführt werden können:

  • Die klassische Optimierung der Abmessungen und des Materials besitzt zwar ein hohes Potential zur Verbesserung der Funktionalität, haben aber meist nur geringen Einfluss auf die Kosten im Produktlebenszyklus.
  • Die vorgelagerte Topologie- und Formoptimierung mit einem weit höheren Einfluss auf die Produktkosten überlässt man heute meist noch der Kreativität und dem Erfahrungswissen der Entwicklungsingenieure.




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