Software: SimX - Nadelantrieb - Struktur-Optimierung - Grundlagen

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Grundlagen (Struktur-Optimierung)

Struktur-Optimierung wird im Folgenden in Hinblick auf die ganzheitliche Optimierung eines Gerätes (bzw. einer gerätetechnischen Baugruppe) betrachtet:

• Die Struktur eines Gerätes ergibt sich aus der wechselwirkenden Verbindung seiner Komponenten.
• Bisher haben wir jeweils für eine vorhandene Struktur mittels Parameter-Optimierung versucht, im Sinne der Bewertungskriterien optimale Lösungen zu finden. Die Struktur des Gerätes wurde dabei nicht verändert.

Es existiert ein qualitativer Unterschied zwischen den Optimierungstypen:

• Parameter-Optimierung befasst sich in diesem Sinne nur mit der Dimensionierung der zum Gerät verbundenen Komponenten. Das wird in der Literatur nicht einheitlich betrachtet. In der unten angegebenen Literatur-Empfehlung wird z.B. die Dimensionierung als ein Typ der Struktur-Optimierung behandelt.
• Struktur-Optimierung im Sinne einer ganzheitlichen Geräte-Optimierung bezieht sich auf die zielgerichtete Veränderung der Geräte-Struktur durch Änderung von Komponenten und ihrer wechselwirkenden Verbindungen. Veranschaulicht am Beispiel einer elektronischen Schaltungen werden dabei Bauelemente oder Verbindungen entfernt bzw. hinzugefügt.

Industriell nutzbare Software-Pakete zur Struktur-Optimierung beschränken sich auf Form- bzw. Topologie-Optimierung unter Nutzung von Finite Element Modellen:

• Einzelne Geräte-Komponenten kann man in Hinblick in ihrer räumlich-stofflichen Struktur optimieren. * Dies ist meist beschränkt auf die Berücksichtigung einer physikalischen Domäne (Strukturmechanik und diverse Potential- und Strömungsprobleme).
• Das "Erfinden" einer neuen Geräte-Struktur durch freie Kombination und Verbindung unterschiedlichster Komponenten ist mit heutiger Software praktisch nicht möglich!

===>>> Hier geht es bald weiter!!!

Literatur-Empfehlung:

Harzheim, Lothar: Strukturoptimierung: Grundlagen und Anwendungen (ISBN 978-3-8171-1809-0)

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