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Diplom- und Master-Arbeiten (eigene und betreute):

M. Gächter:
"Strukturoptimierung von Automobilkomponenten auf Basis von Ermüdungssimulationen";
Betreuer/in(nen): H. E. Pettermann; Institut für Leichtbau und Struktur-Biomechanik, TU Wien, 2014.



Kurzfassung deutsch:
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Gestaltoptimierung in Bezug auf das Ermüdungsverhalten eines Zylinderkopfes. Um dieses Ziel zu erreichen wird zunächst eine sequentiell gekoppelte Temperatur-Spannungs Analyse mittels Abaqus/Standard durchgeführt. Die daraus erhaltenen Spannungszustände werden mit dem Programmpaket FEMFAT in eine Mittel- und Amplitudenspannung umgerechnet und damit eine Ermüdungsberechnung durchgeführt. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Analyse erfolgt eine Gcstaltoptimierung mit dem Programmpaket TOSCA Structure. Im nächsten Schritt wird dieser Optimierungsprozess mittels mehrerer Python Skripts automatisiert. Dazu wird ein Plug-in für Abaqus/CAE erstellt, sodass alle notwendigen Einstellungen für den gesamten Optimierungsprozess direkt in Abaqus/CAE getätigt werden können. Bei der Ausführung des Plug-ins werden alle für die Optimierung notwendigen Input Files für Abaqus/Standard, FEMFAT und TOSCA Structure automatisch generiert.

Im ersten Teil dieser Arbeit wird auf die Grundlagen der Betriebsfestigkeit und der Strukturoptimierung, im speziellen der Gestaltoptimierung, eingegangen. Der Berechnungsablauf der dazu verwendeten Programme und der Optimierungsprozess an sich werden ebenfalls näher erläutert.

Im Anwendungsteil werden einige Vorbetrachtungen an Benchmarkbeispielen durchgeführt, bevor die Möglichkeiten einer weiteren Gewichtsreduktion eines Zylinderkopfes sowie der Automatisierung des Optimierungsprozesses untersucht wird. Dabei zeigt sich, dass eine Gewichtsreduktion, trotz der Steigerung des Sicherheitsfaktors gegen Dauerbruch, erzielt werden kann. Des Weiteren ermöglicht das erarbeitete Plug-in, dass neben dem Preprocessing für FEMFAT und TOSCA Structure auch das Postprocessing aller Ermüdungs­ und Optimierungsergebnisse in Abaqus/CAE durchgeführt werden kann.

Erstellt aus der Publikationsdatenbank der Technischen Universität Wien.