Design Optimization
Frühe Optimierung der Prototypen für bessere Leistung, Effizienz und reduzierten Materialverlust
Produktentwicklung verlangt ein Abwägen von Kosten, Gewicht, Herstellbarkeit und Lebensdauer. Eine längere Lebensdauer kann beispielweise zu Lasten des Gewichts und der Kosten gehen. Die Auswirkungen von Konstruktionsentscheidungen auf alle relevanten Eigenschaften sind oft nicht leicht zu verstehen. Dadurch ergibt sich die schwierige Aufgabe, ein in jeder Hinsicht optimales Design zu entwerfen. Dafür müssen Kompromisse eingegangen werden ohne wichtige Eigenschaften wie beispielsweise die Sicherheit zu vernachlässigen.
MSC Software bietet Lösungen an, um Bauteile zu verbessern und zu optimieren. Diese Lösungen enthalten Funktionen zur Optimierung von Querschnitten, der Form und der Topologie mechanischer Teile und Systemen. Diese Lösungen können auch mit einem externen Optimierungsprogramm gekoppelt werden, um sich exakt an Ihre Anforderungen anzupassen.
MSC Software wird für viele Arten der Optimierung eingesetzt:
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Optimierung
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MSC Software bietet bewährte Lösungen für die Optimierung von einzelnen Komponenten oder auch ganzen Systemen. Mit dem gradientenbasierten Optimierungsverfahren von MD Nastran können Lösungen der drei Kategorien: Optimierung von Querschnittsdaten, Form und Topologie erarbeitet werden. Die Einteilung hängt von den Methoden ab, die zum Erreichen der idealen Konstruktion verwendet werden. Zum Beispiel kann die Topographie einer Schalenstruktur oder die Lagenausrichtung und Lagendicke von Verbundwerkstoffen auf Basis gewählter Strukturantworten und Restriktionen ermittelt werden. Diese Antworten können in einem Optimierungslauf aus den verschiedensten Disziplinen wie z.B. Statik, Eigenwert oder dynamischer Anregung kombiniert werden. |
Multi-Run & Design Space Exploration
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Häufig soll keine optimale, sondern eine „möglichst geeignete“ Konstruktion entwickelt werden, die einen guten Kompromiss zwischen verschiedenen Anforderungen darstellt und robust ist. Hier können Verfahren wie die statistische Versuchsplanung oder Monte-Carlo (Stochastik) hilfreich sein. MSC Software bietet Tools für CAE-Tests an, die auf mehreren Simulationsmodellen und verschiedenen Disziplinen beruhen und sogar separate Konstruktionsvariablen enthalten können. Ein auf die Ergebnisse des Experiments angewendetes Antwortflächenverfahren (Response Surface Method - RSM) führt zu einem angenäherten Modell. Dieses Modell stellt dar, wie sich die Konstruktion in einem großen Entwurfsraum verhält. Sobald ein solches Modell erzeugt wurde, können „Was-wäre-wenn“-Untersuchungen und Studien zu Konstruktionskompromissen sehr leicht und schnell durchgeführt werden. |
Integration & Verwaltung der Optimierungsprozesse
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Untersuchungen zur Optimierung und Konstruktionsverbesserung sind häufig sehr komplex und erfordern die Integration in spezialisierte Fremdanwendungen. Diese Anwendungen verfügen unter anderem über erweiterte Funktionen für die Verarbeitung mehrerer Konstruktionskonzepte oder über andere spezielle Verfahren zur Optimierung und Konstruktionsverbesserung. Bei solchen Untersuchungen werden zudem große Mengen an Simulationsdaten und -ergebnissen erzeugt, die mit Hunderten oder sogar Tausenden von Variablen und Simulationsmodellen verknüpft sind, die erfasst und verwaltet werden müssen. Die Lösungen von MSC Software harmonieren gut mit anderen Anwendungen. Zudem verfügen sie über Funktionen, die je nach den besonderen Anforderungen des Kunden einen kleinen Teil des Prozesses unterstützen oder den gesamten Prozess integrieren und verwalten können. Die MSC Lösungen wie SimManager verwalten Simulationsinhalte und erfassen den gesamten Simulationsprozess. Zudem sorgt SimManager dafür, dass keine wichtigen Daten verloren gehen und entscheidende Konstruktionskonfigurationen ohne weiteres erkennbar sind. |
