Более 100 лет назад C. Maxwell и GM Michell заложили теоретические основы для оптимизации топологии и, таким образом, заложили основу для разработки высокоэффективных структурных компонентов. Первые компьютерные программы оптимизации для расчета топологии появились на рынке более 20 лет назад. Это дало инженерам инструмент, который они могут использовать, чтобы привести свою конструкцию в форму в кратчайшие сроки. И сегодня? Какую роль играет оптимизация топологии в повседневном дизайне? Этот метод оптимизации зарекомендовал себя как незаменимый инструмент?
Потенциал не используется в полной мере
К сожалению нет. К сожалению, весь потенциал этого метода оптимизации далеко не исчерпан. Итак, з. Например, термин «оптимизация топологии» гуглял только около 1200 раз в месяц, а термин «3D-печать», связанный с контентом, - около 120000 раз. Основой для дизайна 3D-печати является топология, оптимизированная по расходу энергии.
СОВЕТ ПО СЕМИНАРУ Семинар «Мощный дизайн» дает обзор того, как можно конструировать конструктивные элементы в соответствии с нагрузкой и экономить материал, и показывает, как этот процесс может быть ускорен. Участники учатся проектировать структурные рамки. Таким образом, они определяют около 80% производительности компонентов и создают прочную основу для дальнейшей оптимизации деталей.
Следующая информация
В немецкоязычных странах относительно мало книг по оптимизации топологии. Популярность этого метода оптимизации в мире дизайна (все еще) относительно низкая. Только несколько инженеров / дизайнеров используют оптимизацию топологии в повседневных строительных работах. Лишь немногие пользуются преимуществами этого метода.
Одно можно сказать наверняка: в руках опытного дизайнера оптимизация топологии является мощным инструментом, с помощью которого он может поднять свой дизайн на более высокий уровень эффективности. Более того: оптимизация топологии помогает дизайнеру значительно ускорить творческий процесс. Дизайнер, принявший принципы оптимизации топологии и использующий программное обеспечение для оптимизации, испытанное и проверенное в повседневной жизни. B. Solid Thinking Inspire от Altair - имеет огромное преимущество при разработке новых и оптимизации существующих дизайнов по сравнению со всеми дизайнерами, которые этого не делают
Возможное использование оптимизации топологии
Теперь дизайнер может спросить: как этот метод помогает мне справляться с каждодневными конструктивными задачами? Наиболее важные возможные варианты оптимизации топологии перечислены ниже.
Проектирование ребристых полей : для литого компонента жесткость должна быть максимально увеличена, а использование материалов - минимальным. Оптимизация топологии помогает определить расположение и количество ребер - создать поле ребер, подходящее для потока силы.
Укажите контур балки: для гибкой балки уровень поддержки (прочность) должен быть максимальным, а использование материалов - минимальным. Оптимизация топологии помогает определить силуэты конструкции. Таким образом, может быть определен контур луча, соответствующий лучу, может быть создано гармоничное распределение напряжений и, таким образом, может быть достигнута максимальная несущая способность.
делать.
Картинная галерея
Расчетная топология поперечного сечения: Для конструктивного элемента, который подвергается давлению, критическая нагрузка на изгиб должна быть максимизирована, а затраты материала - минимизированы. Оптимизация топологии помогает найти топологию сечений, которая отвечает требованиям. Проблемы стабильности могут быть решены таким образом.
Найти расположение отверстий в конструкциях из листового металла. Для больших деталей из листового металла необходимо предусмотреть некоторые отверстия по функциональным соображениям. Первые собственные частоты должны быть максимальными, а материальные затраты - минимальными. Оптимизация топологии помогает найти оптимальное положение отверстий. Необходимая динамическая жесткость может быть достигнута таким образом.
Проектирование трехмерной ферменной конструкции: максимальный механический КПД (грузоподъемность / собственный вес) должен быть достигнут для несущего компонента, который изготавливается в 3D-печати. Оптимизация топологии помогает найти структуру, которая соответствует потоку силы. В результате получаются высокоэффективные каркасные структуры, которые невозможно изготовить с использованием традиционных производственных процессов.
СОВЕТ ПО СЕМИНАРУ Семинар «Мощный дизайн» дает обзор того, как можно конструировать конструктивные элементы в соответствии с нагрузкой и экономить материал, и показывает, как этот процесс может быть ускорен. Участники учатся проектировать структурные рамки. Таким образом, они определяют около 80% производительности компонентов и создают прочную основу для дальнейшей оптимизации деталей.
Следующая информация
Топология конструкций как основа строительства
Большинство дизайнов топологии не выглядят особенно эффектно. Но именно эти дикие структуры и составляют опорный каркас конструкции. Разница между сильными (твердыми) и слабыми (хрупкими) структурами заключается в нескольких важных элементах конструкции; между жесткой и мягкой структурой; между стабильной и нестабильной структурой; между высокой частотой и низкой частотой и в конечном итоге между легкой и тяжелой конструкцией. Вы строите свои проекты на основе этих проектов топологии.
Картинная галерея
Оптимизация топологии для вас - при условии, что вы проектируете / конструируете / оптимизируете структурные компоненты - как компас, который показывает вам путь к структурно-механическому оптимуму в бескрайнем океане возможностей проектирования. Это поможет вам определить и усилить пути несущих сил. Результат: прочная, стабильная и жесткая конструкция! Это поможет вам распознать и выбросить ненужный балласт. Результат: легкая и недорогая конструкция! Это поможет вам найти несколько разумных альтернатив из множества конструктивных вариантов. Результат: вы сразу же идете к оптимальному пути, сокращаете путь и ускоряете процесс строительства! (Qui)
СОВЕТ ПО СЕМИНАРУ Семинар «Мощный дизайн» дает обзор того, как можно конструировать конструктивные элементы в соответствии с нагрузкой и экономить материал, и показывает, как этот процесс может быть ускорен. Участники учатся проектировать структурные рамки. Таким образом, они определяют около 80% производительности компонентов и создают прочную основу для дальнейшей оптимизации деталей.
Следующая информация
* Александр Бруннер изучал автомобильные технологии в FH Osnabrück. Он специализируется на проектировании конструкций.
Файлы статей и ссылки на статьи
Файл: Руководство: Топологический дизайн Александра Бруннера.pdf