Fachrat Informatik - Forum

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Dr. Lothar Harzheim, Internationales Technisches Entwicklungszentum der Adam Opel AG, Rüsselsheim:

Anwendung der Form- und Topologieoptimierung in der Automobilindustrie
Seit einiger Zeit werden in der Firma Opel zwei Optimierungsverfahren eingesetzt, die auf der Simulation der adaptiven Wachstumsregel von biologischen Kraftträgern (Knochen, Bäume usw.) beruhen. Grundlage dieser Methode sind Untersuchungen, aus denen bekannt ist, daß biologische Kraftträger immer versuchen, in eine optimierte Form zu wachsen. Mit optimierter Form ist im folgenden ein Design gemeint, bei dem im Lastfall eine homogene Spannungsverteilung vorliegt. Somit sind biologische Kraftträger immer bestrebt, durch ihr Wachstum Spannungsspitzen abzubauen, um Schwachstellen zu vermeiden und dieses mit möglichst wenig Material zu erreichen. Beides sind Ziele, die auch in der Praxis bei der Optimierung von Bauteilen sehr oft angestrebt werden. Deswegen wird bei den beiden Optimierungsverfahren das biologische Wachstum auf dem Rechner simuliert. So kann man jedes zu optimierende Bauteil, auf dem Rechner so wachsen lassen, wie es beispielsweise ein Knochen tun würde, wenn er die Form des Bauteils unter der anliegenden Belastung hätte. Es "wächst" somit in eine optimierte Form.
Bei der Anwendung der Wachstumsregel unterscheidet man zwischen dem CAO-Verfahren (Computer Aided Optimization) und dem SKO-Verfahren (Soft-Kill-Option). Während bei der CAO-Methode die Wachstumsregel nur für die Oberfläche des Bauteils modifiziert, wird diese bei dem SKO-Verfahren auch auf das Innere des Bauteils angewendet. Mit der Soft-Kill-Option erhält man demnach Designvorschläge, die sehr nahe am optimalen Design liegen. An einigen ausgewählten Beispielen wird demonstriert, wie sich diese Verfahren in der Praxis anwenden lassen.
Gemeinsame Veranstaltung mit dem VDI AK "Entwicklung und Konstruktion" sowie "Fahrzeug und Verkehrstechnik".