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Dr.-Ing. Claudia Dössereck
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Technische Akademie Wuppertal
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Topologieoptimierung von Bauteilen

Von der Definition der Beanspruchung zur optimierten belastungsgerechten Bauteilstruktur

  • Gestaltungsoptionen ausschöpfen – Lebensdauer erhöhen

  • Effektiver Materialeinsatz – Senkung der Materialkosten

  • Im Seminar lernen Sie, wie Sie Verfahren zur Topologie­optimierung mechanischer Strukturen effektiv einsetzen

Anmelde-Nr.: 51211122W9

Ort:

Wuppertal

Termin:

Mo, 9.9.2019 bis Di, 10.9.2019
1. Tag: 9.30 bis 17.00 Uhr
2. Tag: 8.30 bis 16.00 Uhr

Gebühr:

EUR 1390,00
(mehrwertsteuerfrei, einschließlich Seminarunterlagen, Pausengetränken und Mittagessen)

Zum Seminar

Topologieoptimierung von Bauteilen

Verfahren der Topologieoptimierung werden einge­setzt,
um (hoch)beanspruchte Bauteile belastungsgerecht zu gestalten. Ziel ist die Reduzierung von Gewicht und Material­einsatz unter Berück­sich­tigung aller funktionalen Anfor­de­rungen. So können Leichtbauprinzipien umgesetzt, die Lebens­dauer von Bauteilen erhöht oder die fertigungsbedingten Freiheitsgrade beim 3D-Druck optimal ausge­schöpft werden.
Im Seminar Topologieoptimierung von Bauteilen werden Ihnen aktuelle Verfahren der Topologie­optimierung vorgestellt, die Einsatzbereiche an Beispielen diskutiert und auch Grenzen der Methode aufgezeigt. Der Ablauf der Topologieoptimierung von der Definition der Beanspruchung und der Aufgabenstellung zur optimierten Struktur bis zum fertigbaren Bauteil wird behandelt. Sie lernen den Einfluss von Material und Fertigungs­verfahren auf die Optimalität des Bauteils kennen. Der Fokus liegt auf Guss­bauteilen, Blechbauteilen und 3D-Druck-Bauteilen.
Neben der Dimen­si­o­nierung und Formänderung erlauben die auf mathematischen Algorithmen basierten Konstruktions­werk­zeuge der Topologieoptimierung die gezielte Ermittlung der optimalen Lage und Anord­nung von Strukturelementen.
Bei den meisten Verfahren zur Topologieoptimierung wird der Entwurfsraum in viele kleine Bereiche, sogenannte Voxel („volumetric pixel“) aufgeteilt und bestimmt, ob dort Material sein soll oder nicht. Es entstehen Strukturen mit homogenen Spannungs­verteilungen, lokale Spannungsspitzen werden abgebaut. Die optimierten Strukturelemente des Bauteils sind
im nächsten Schritt in fertigbare Bauteile umzusetzen.
Im Seminar lernen Sie:
  • Möglichkeiten der Topologieoptimierung für spezifische Fragestellungen zu bewerten, das richtige Verfahren auszuwählen,
  • Topologieoptimierungen am Computer durchzuführen,
  • die Ergebnisse der Topologieoptimierung zu interpretieren,
  • aus den Ergebnissen herstellbare Bauteile abzuleiten.

Seminarinhalt:

Topologieoptimierung von Bauteilen

  • Basiswissen zur Entwicklung mechanischer Strukturen – Topologieoptimierung als Teil der Produktgestaltung
    • Konstruktionsprinzipien für leichte Strukturen
      • Mechanische Beanspruchungsarten und Leichtbau­strukturen (Rippen, Zugseil-, Wölb-Strukturen)
      • Was können bionische Methoden?
    • Finite Elemente Berechnung
    • Sensitivitäten der Optimierungsziele nach Entwurfs­variablen sinnvoll nutzen
  • Basiswissen der Strukturoptimierung
    • Optimierungsalgorithmen für die Topologieoptimierung
    • Kopplung mit der Finite Elemente Berechnung
  • Einordnung der Verfahren zur Topologieoptimierung
    • Mechanismen, Vorgehensweise, Optimierungsziele
  • Optimierung mit der Voxel-Methode
    - Vom Bauraum zur optimierten Struktur
    • Aufteilen des zur Verfügung stehenden Bauraums
    • Anwendung des mathematischen Optimierungs­algorithmuses: Entscheidung für jeden Bereich, ob dort Material sein soll oder nicht
    • Interpretation und Umsetzung des Optimierungs­ergebnisses in ein fertigbares Bauteil
    • Verfügbare Softwarelösungen
    • Beispiele aus Maschinenbau und Automobilbau
    • Rechnerübungen zur Topologieoptimierung:
      • Optimierungen von überschaubaren Entwurfs­aufgaben und gut interpretierbaren Ergebnissen
      • Topologieoptimierung industrienaher Aufgaben­stellungen
    • Berücksichtigung der Belange der Fertigung
      • Gussbauteile
      • Blechbauteile
      • 3D-Druck-Bauteile
  • Erweiterte Möglichkeiten der Toplogieoptimierung
    • Optimierung von Bauteilen mit hochgradig nicht-linearem Strukturverhalten
    • Topologieoptimierung von Bauteile zur Crashenergie­absorption

Teilnehmerkreis (m/w):

Konstrukteure, Produktentwickler, Berechnungsingenieure, Konstruktions- und Entwicklungsleiter

Ihr Seminarleiter:

Prof. Dr.-Ing. Axel Schumacher, Bergische Universität Wuppertal, Lehrstuhl für Optimierung mechanischer Strukturen

Art der Präsentation:

Referat mit vielen Beispielen, Diskussion, Seminarunterlagen, Übungen am Rechner mit Topologieoptimierungs­aufgaben

Ihr Nutzen:

Konstrukteure, die in die Topologieoptimierung einsteigen, erhalten fundiertes Praxiswissen, Fortge­schrittene profi­tieren von Tipps für ihre spezifischen Frage­stel­lungen.
Eigene Aufgaben­stellungen zur Topologie­optimierung können mitgebracht werden.

Teilnahmebescheinigung:

Sie erhalten eine qualifizierte Teilnahmebescheinigung der TAW mit detaillierter Auflistung der vermittelten Seminarinhalte.

Melden Sie mehr als eine/n Teilnehmer/in zum selben Seminartermin an, machen wir Ihnen das folgende Angebot:

10 % Nachlass auf die Seminargebühr für den zweiten Teilnehmer,
20 % Nachlass auf die Seminargebühr für jeden weiteren Teilnehmer.

Bedingung ist, dass die Rechnungs- bzw. Firmenanschrift identisch ist. Die Seminarsparaktion ist nicht kombinierbar mit anderen Nachlässen.
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