Frank Rieg

Topologieoptimierung in kleinen und mittelständischen Unternehmen: Von der erfahrungsbasierten Konstruktion zum Einsatz der Topologieoptimierung im Produktentwicklungsprozess

Kurzfassung Wie sich Anforderungen an Produkte verändern, so wandelt sich auch die Produktentwicklung im Laufe der Zeit. Heutzutage sind bei der Entwicklung von neuen innovativen Produkten computergestützte Systeme nicht mehr wegzudenken, sodass größtenteils nur noch vom virtuellen Produktentwicklungsprozess die Rede ist. Daher zeigt dieser Beitrag die Möglichkeiten auf, wie ein Produkt in kleinen und mittelständischen Unternehmen entwickelt werden kann, und dass die Topologieoptimierung eine Methode sein kann, dies zu beschleunigen.

Bauteilentwicklung mit Hochleistungskunststoffen* Intelligent vernetzte Simulationen mit anschließender Versuchsverifikation

Kurzfassung Es wird ein Konzept für den computergestützten Entwicklungsprozess mit Hochleistungspolymeren vorgestellt, welches aufgrund des komplexen Materialverhaltens der Polymere mehrere Simulationsmethoden kombiniert, um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten. Die Frage bleibt, wie verlässlich die Simulationen sind und inwieweit die Ergebnisse mit der Realität übereinstimmen. Um dies exemplarisch zu verdeutlichen, erfolgte eine Fallstudie am Beispiel einer neuartigen Klauenkupplung aus langglasfaserverstärktem Kunststoff, in der die Simulation mit dem Experiment verglichen wird. Dank des gezielten Einsatzes von Simulationswerkzeugen gelang die Entwicklung eines Bauteils, dessen Eigenschaften sogar über denen einer herkömmlichen Klauenkupplung aus Aluminium liegen und das bei reduziertem Gewicht und geringeren Herstellkosten.

Investigation of contact settings on the result of topology optimization to avoid contact stiffness supports

Considering adjacent parts in the finite element analysis (FEA) leads to a contact problem. There are several necessary configuration parameters in computational contact mechanics, like the contact stiffness or discretization. Due to this variety there is a multitude of papers regarding the correct range for contact parameters in terms of FEA.

15. Gemeinsames Kolloquium Konstruktionstechnik 2017 : Interdisziplinäre Produktentwicklung

Begriffe wie Industrie 4.0, Digitalisierung, Smart Engineering, Digitaler Zwilling stehen fur aktuelle Trends, in die sich zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsaktivitaten einordnen lassen. Sie bedeuten allerdings nicht, dass die Themenfelder, die mit Begriffen wie Knowledge Based Engineering, Product Lifecycle Management, Virtuelles Prototyping usw. verbunden sind, schon ausreichend bearbeitet wurden. Aber „Schlagworter“ sollen ja stets auch helfen, notwendigen Entwicklungen den richtigen Schwung zu verleihen. Das setzt naturlich einen gewissen Entwicklungsstand in verschiedenen Bereichen voraus. Das wird auch in zahlreichen Beitragen dieses Tagungsbandes deutlich. Es ist seit vielen Jahren gute Tradition, dass vor allem junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Konstruktionslehrstuhlen verschiedener Hochschulen und Universitaten das Kolloquium nutzen, um ihre Forschungs- und Entwicklungsarbeit zur Diskussion zu stellen. Das erste Gemeinsame Kolloquium Konstruktionstechnik fand 2003 in Rostock statt. Es wurde von den Konstruktionslehrstuhlen der Universitaten Rostock, Dresden und Magdeburg initiiert. Seit 2007 gehoren auch die Konstruktionslehrstuhle der Universitaten Aachen und Bayreuth zu den Mitveranstaltern und seit drei Jahren auch die der Universitaten Duisburg-Essen und Clausthal. Sehr erfreulich ist, dass in diesem Jahr dieses Angebot zum Gedankenaustausch uber aktuelle Problemstellungen auch wieder von anderen Universitaten und Hochschulen sowie von Vertretern aus der industriellen Praxis genutzt wird. Dabei stehen insbesondere Themen im Vordergrund, die sich mit dem qualifizierten Einsatz moderner Informationstechniken in interdisziplinaren Produktentwicklungsprozessen beschaftigen. Ging es vor rund 40 Jahren bei der beginnenden Digitalisierung im Bereich der Konstruktionstechnik noch darum, digitale geometrische Reprasentationen der Konstruktionsobjekte zu erzeugen oder Berechnungssysteme aufzubauen, so wird heute mit dem Begriff der Digitalisierung in diesem Bereich der Wandel hin zu digitalen System- und Prozessmodellen verbunden, die miteinander kommunizieren konnen bzw. informationstechnisch verknupft und abgesichert sind. Drauf aufbauend fokussieren einige Aktivitaten von „Industrie 4.0“ auf die Einbindung der realen Welt. Das stellt auch die Konstruktionswissenschaftler immer wieder vor neue Herausforderungen.

Anwendung wissensbasierter Simulationen zur Ausschöpfung von Leichtbaupotenzialen in der Automobilindustrie

The application of knowledge-based simulations to scoop lightweight design potentials in automotive industry provides an efficient way of virtual product development for inexperienced operators. Generating lightweight constructions or reengineering and improving existing automobile parts can be achieved by combining structural optimization, knowledge allocation and 3D scan techniques. As the phases of this process are mostly performed virtually and supported by a knowledge database, even inexperienced developers can efficiently invent lightweight constructions by utilizing modern optimization tools. Furthermore, they can secure the designs with enhanced finite element analyses and identify possible mechanical problems because of manufacturing deviations with help of 3D scanning methods.