top of page

STRUKTURÁLNÍ OPTIMALIZACE

Vyvíjející se CAE (Computer-Aided Engineering) a výrobní techniky nahradily tradiční designové paradigma. Posun směrem k simulaci a analýze nám umožnil dosáhnout různých cílů v oblasti designu a výroby. Pro strukturální optimalizaci se dnes používají různé techniky CAE, jako je optimalizace topologie, optimalizace tvarů, parametrická optimalizace a průzkum prostorového designu.

Cíle návrhu, kterých lze dosáhnout strukturální optimalizací, jsou:

  • Lehký design

  • Snížení stresu v místním regionu

  • Soulad s různými okrajovými podmínkami.

  • Snížení selhání součástí

  • Snížení spotřeby materiálu

Optimalizaci konstrukčního návrhu lze široce rozdělit do 3 kategorií.

  1. VELIKOST:

V typickém problému s dimenzováním může být cílem nalezení optimálního rozložení tloušťky lineárně elastické desky nebo optimální oblasti prutu v příhradové konstrukci.

  2. TVAR:

Optimalizace tvaru se provádí za účelem snížení napětí v místní oblasti při splnění všech okrajových podmínek a zatížení. K dosažení optimalizace tvaru lze použít metodu kritérií optimality. Algoritmus se snaží zachovat homogenitu napětí v celé oblasti a měnící se fyzikální prvky struktury ke snížení koncentrace napětí.

  3. OPTIMALIZACE TOPOLOGIE:

Topologie Optimalizační techniky určují optimální distribuci materiálu v daném návrhovém prostoru, který splňuje všechny okrajové podmínky a omezení zatížení. Existují různé matematické modely, jako je pevný izotropní materiál s penalizací (SIMP), evoluční strukturální optimalizace (ESO), obousměrná evoluční strukturální optimalizace (BESO) atd. Nejčastěji se používá metoda SIMP, která se snaží maximalizovat tuhost dané množství materiálu. Výhodou použití tuhosti je, že ji lze znázornit jako skalární veličinu, a tím zvýšit efektivitu výpočtu.

                                                                            

STRUCTURAL OPTIMIZATION
Shaping.png
RLCA.png
RLCA FEA.png
RLCA FIINAL.png

Obr: Počáteční model zadního spodního ovládacího ramene 

Obr: Analýza FE zadního spodního ovládacího ramene

 Obr: Před realizací návrhu

 Obr: Konečné  Realizace designu

bottom of page