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Gibt es FEM-Software für Optimierung von Stab- und Fachwerken insbes. hinsichtlich Reduzierung von Gewicht?

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Grüße, Moe

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wir hatten rstab von dlubal.com genommen mit dem Modul von benutzerdefinierten Profilen. Aber da war die Richtung Profil anpassen und schauen ob es passt.

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Zitat:

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Original erstellt von farahnaz:
Gibt es FEM-Software für Optimierung von Stab- und Fachwerken insbes. hinsichtlich Reduzierung von Gewicht?

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Was genau meinst du? Möchtest du nur die Dimension der Elemente optimieren oder möchtest du generell wissen, wo deine Struktur entlang gehen sollte?

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Zitat:

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Original erstellt von Mustaine:

Was genau meinst du? Möchtest du nur die Dimension der Elemente optimieren oder möchtest du generell wissen, wo deine Struktur entlang gehen sollte?

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Ich denke an ein typisches Optimierungsverfahren mit der Zielfunktion "Gewischt Minimierung"
Die Variablen (Ergebnisse) können zB die optimalen Knotenpositionen sein (oder auch die Querschnittgroessen).
Nebenbedingungen: Spannungen unterhalb der Obergrenze

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Grüße, Moe

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Zitat:

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Original erstellt von freierfall:
wir hatten rstab von dlubal.com genommen mit dem Modul von benutzerdefinierten Profilen. Aber da war die Richtung Profil anpassen und schauen ob es passt.

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Danke freierfall,

Ich kann es aber nicht ganz nachvollziehen wie das Optimieren aussieht. Meinst du, dass da man nur unterschiedliche Profile ausprobieren kann und sonst nicht?

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Grüße, Moe

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Zitat:

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Original erstellt von farahnaz:

Ich denke an ein typisches Optimierungsverfahren mit der Zielfunktion "Gewischt Minimierung"
Die Variablen (Ergebnisse) können zB die optimalen Knotenpositionen sein (oder auch die Querschnittgroessen).
Nebenbedingungen: Spannungen unterhalb der Obergrenze

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Wenn du wissen möchtest, welche Regionen tragen, kannst du erstmal eine massive Struktur vorgeben und eine normale Topologieoptimierung machen.

Danach erstellst du eine Balkenstruktur in der Ergebnisregion und machst eine Dickenoptimierung. Ich kenne nur Tosca, da wäre es die Methode 'Sizing'. Dabei würde berechnet, welcher Balken wie dick sein müsste, um das minimale Gewicht innerhalb der erfüllten Nebenbedingung zu haben.

Wenn es nur wenige Balken sind, könnte man auch eine Parameteroptimierung (z.B. mit Isight) machen.

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 01. Dez. 2016 editiert.]

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Danke Mustaine

Zitat:

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Original erstellt von Mustaine:

Wenn du wissen möchtest, welche Regionen tragen, kannst du erstmal eine massive Struktur vorgeben und eine normale Topologieoptimierung machen.

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Genau so machen wir schon.

Zitat:

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Original erstellt von Mustaine:

Wenn es nur wenige Balken sind, könnte man auch eine Parameteroptimierung (z.B. mit Isight) machen.

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Wie ist Parameteroptimierung in Isight? Was sind die Parameter? Knotenpositionen? Profilparameter?
Warum WENIGE Balken? Die können bis 100 sein. Woran könnte es scheitern?

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Grüße, Moe

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Zitat:

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Original erstellt von farahnaz:

Wie ist Parameteroptimierung in Isight? Was sind die Parameter? Knotenpositionen? Profilparameter?

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Im Prinzip kannst du alles was du über Zahlen ansteuerst als Parameter einbinden. Also Materialdaten, Querschnittsdaten, Knotenkoordinaten, Lasten, usw.

Wenn man den Preprocessor (und somit am Ende den Vernetzer) mit einbindet, kann man auch Modelldimensionen optimieren. Also z.B. Radien und Wandstärken. Oder man verwendet vorher noch das CAD-Programm, wenn die Geometrieänderung pro Loop besser dort gemacht werden sollte.

Ich habe z.B. schon CATIA V5 und Abaqus kombiniert, um mit Isight Geometrieparameter zu optimieren.

Zitat:

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Original erstellt von farahnaz:
Warum WENIGE Balken? Die können bis 100 sein. Woran könnte es scheitern?

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Es gibt die Parameteroptimierung (z.B. mit Isight) und parameterfreie Optimierung (z.B. mit Tosca). Der Unterschied liegt im Verfahren bzw. der Mathematik. Ich bin da kein Experte, aber bei der Parameteroptimierung arbeitet der Optimierer nur mit den Daten die du im mitteilst. Also deine Eingangsparameter und das was du ihm an Ergebnissen wieder lieferst (z.B. max Spannung, max. Verschiebung, Masse). Nach einigen Variationen kann der Optimierer Abhängigkeiten ermitteln und so gezielter Anpassungen vornehmen. Hat man aber einen sehr großen Parameterraum (dutzende von Parametern), kann das schon recht viele Loops (ggf. hunderte) erfordern.

Bei der parameterfreien Optimierung arbeitet der Optimierer mit Sensitivitäten, die sich aus der Elementsteifigkeitsmatrix und deren Variation ergeben. Diese Optimierer sind also entweder eng mit einem Solver verbandelt oder müssen nachträglich nochmal sowas wie die Elementsteifigkeitsmatrix aufstellen. Nach 30-40 Loops hätte man evtl. ein optimiertes Ergebnis. Man kann somit deutlich mehr interne Parameter schnell verarbeiten, hat aber Einschränkungen bzgl. der generellen Möglichkeiten.

Bei der Sizing-Optimierung mit Tosca wäre z.B. der Querschnitt von sehr vielen Balken oder Dicke von Blechen (Schalen) das Ziel.
Das würde ich mit einer Paramteroptimierung nur bis max. 50 Elementen machen. Einerseits wegen des Aufwandes so viele Parameter zu definieren, andererseits wegen der vielen Loops die man in der Optimierung benötigen würde. Bzgl. der vielen Loops könnte man vorher ggf. eine DOE machen und die wichtigsten Parameter identifizieren. Die nimmt man dann nur für die Optimierung. Oder man generiert aus der DOE eine analytische Response Surface, so dass jeder Optimierungs-Loop nur dort hinschauen muss und nicht immer das FE-Modell rechnen muss.

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 02. Dez. 2016 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von farahnaz:
Ich kann es aber nicht ganz nachvollziehen wie das Optimieren aussieht. Meinst du, dass da man nur unterschiedliche Profile ausprobieren kann und sonst nicht?

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Im Prinzip ist es so, nur kannst du mit so einen Profilmanager ziemlich schnell und elegant, entweder ein Profil anpassen oder ganz Bereich austauschen. Ging sehr flott, war eigentlich egal ob 100 oder mehr. Auch ist es egal wie das Profil aussieht und ob es eine Blechkontur oder Strangpressprofil oder eben ganz normale Nahtlose Rohre.

herzlich Sascha

[Diese Nachricht wurde von freierfall am 02. Dez. 2016 editiert.]

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