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Hallo Leute,

wir haben ein neues Projekt im Studium. Wir sollen für eine bestehende Geometrie mit einer gewissen Wandstärke mit Hilfe der FEM eine Optimierung vornehmen, um Leichtbaupotenziale auszuschöpfen. Auf die Geometrie wirkt hierbei eine bestimmte Schlagbelastung. Für die optimierte Geometrie gilt die Forderung, dass diese sich zwar beliebig Verformen darf, allerdings nicht zerstört werden darf (Löcher/Risse), um die inneren Bauteile weiterhin zu schützen. Die neue Geometrie soll aus gesintertem Stahl hergestellt werden. Für die bereits bestehende Bauteil aus Alu-Druckguss wurden solche Schlagbelastungen bereits praktisch durchgeführt, man kann also aus praktischen Ergebnissen sagen, dass die bereits vorhandene Bauteil diese Schlagbelastung aushält.
Meine Frage ist nun ob man mit Hilfe der FEM überhaupt so eine Optimierung vornehmen kann und dann vielleicht auch einen Vergleich zum bereits vorhanden Bauteil schaffen kann, um sagen zu können, trotz der Optimierung und der Materialersparnis, sollte auch diese Geometrie die Belastung aushalten. Wenn ja wie würde man sowas auswerten? Sich die plastische Verformung vom ursprünglichen Bauteil anschauen und mit dem neuen vergleichen? Das ursprüngliche Bauteil ist sehr wahrscheinlich auch deutlich überdimensioniert, deshalb bin ich mir nicht sicher, ob es Sinn macht einen Vergleich anzustellen. Wie könnte man sich simulationsmäßig von einer sicheren Seite an die Belastungsgrenze annähern, um ein möglichst großes Einsparpotenzial zu erreichen, aber trotzdem noch sagen zu könne, es wir die Belastung aushalten.
Mich würde zunächst erstmal interessieren ob sowas mit Hilfe der FEM Möglich ist und wenn ja die grundsätzliche Vorgehensweise. Welche Literatur könnt ihr empfehlen, um etwas über die konstruktive Vorgehensweise bei Leichtbaustrukturen zu erfahren in Verbindung mit der FEM.

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen.

Mfg Schurik 86

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Hallo Schurki, willkommen bei CAD.de.

Bevor Du anfängst zu rechnen, mußt du Dich erst einmal mit der Dynamik befassen. Bei Stoß Belastung kommt es auf die Zähigkeit an, weil Du Energie vernichten mußt. Da ist Stahl schon mal ganz gut.
( Krupp-Stahl ist nicht hart sondern zäh )
Suche mal nach dem Kerbschlag Versuch.
Was meinst Du mit gesinntertem Stahl ? Der ist doch spröde.

Es gibt auch FEM Programme die die Geometrie nach der Belastung anpassen.

Aber auch hier gilt: ganz von vorne anfangen. 
Also nimm mal das allererste Übungsbeispiel eines FEM Programms  und ziehe es durch.

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Klaus

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Hallo N.Lesch,

vielen Dank für deine Antwort. Bei metallischen Materialpulvern die beim Lasersintern zum Einsatz kommen, gibt es auch Varianten mit einer sehr guten Duktilität.
Ich habe mich nun etwas im Internet umgeschaut und festgestellt dass es jede Menge Optimierungstools gibt (Atom, Optistruct...).
Ich habe auch schon etwas mit FEM-Programmen (Abaqus, Ansys) gearbeitet.
Meine Frage wäre wie man so eine Stoßbelastung die man mit einem FEM-Programm simuliert, am sinnvollsten auswertet, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob die vorgegebene Geometrie mit den plastisch-elastisch hinterlegten Materialdaten diese Belastung aushält oder nicht. Gibt es da vielleicht spezielle Normen/Richtlinien oder Literatur die sich mit dieser Problemstellung beschäftigt?

Mfg Schurik86

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