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Ganzheitliche Optimierung von zyklisch hoch beanspruchten Gussbauteilen mittels einer durchgängigen Softwarekette

Bei der Konstruktion von Gussbauteilen werden aktuell verschiedene Softwaretools sequenziell eingesetzt. Durch die sequenzielle Anwendung der einzelnen Softwaretools gehen wichtige Informationen leicht verloren und es kommt zu überflüssigen Schleifen im Konstruktionsprozess. Im Rahmen des Projekts DNAguss wird ein ganzheitlicher Ansatz entwickelt, der es ermöglicht bereits während der Konstruktion die Betriebsfestigkeit, die Gießbarkeit und die Prüfbarkeit zu berücksichtigen. Dies wird durch die Verkettung der einzelnen Softwaretools zu einer einzigen Softwarekette ermöglicht.

Die Softwarekette besteht aus unterschiedlichen kommerziell verfügbaren Softwaretools und kann flexibel an die jeweiligen Einsatzbedingungen angepasst werden. Die komplette Softwarekette sieht…

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Bei der Konstruktion von Gussbauteilen werden aktuell verschiedene Softwaretools sequenziell eingesetzt. Durch die sequenzielle Anwendung der einzelnen Softwaretools gehen wichtige Informationen leicht verloren und es kommt zu überflüssigen Schleifen im Konstruktionsprozess. Im Rahmen des Projekts DNAguss wird ein ganzheitlicher Ansatz entwickelt, der es ermöglicht bereits während der Konstruktion die Betriebsfestigkeit, die Gießbarkeit und die Prüfbarkeit zu berücksichtigen. Dies wird durch die Verkettung der einzelnen Softwaretools zu einer einzigen Softwarekette ermöglicht.

Die Softwarekette besteht aus unterschiedlichen kommerziell verfügbaren Softwaretools und kann flexibel an die jeweiligen Einsatzbedingungen angepasst werden. Die komplette Softwarekette sieht die Erstellung der Bauteilgeometrie mithilfe von Topologieoptimierung vor. Im nächsten Schritt wird die Gießbarkeit durch eine Gießprozesssimulation überprüft und es werden die lokalen Materialparameter berechnet. Die lokalen Materialparameter können in der folgenden Formoptimierung zur Optimierung bzw. Gewährleistung der lokalen Betriebsfestigkeit genutzt werden. Insbesondere für Gussbauteile mit lokal unterschiedlichen Abkühlraten kann durch die Berücksichtigung der lokalen Materialparameter weiteres Leitbaupotential ausgenutzt werden. Am Ende der Softwarekette wird durch eine Simulation der zerstörungsfreien Prüfung die Prüfbarkeit des Bauteils sichergestellt.

In der vorliegenden Arbeit wird die Anwendung der Softwarekette am Beispiel eines Wellenkopfs einer historischen Bockwindmühlenwelle exemplarisch erläutert und die Vorteile der Verwendung lokaler Werkstoffkennwerte werden anhand von Versuchsergebnissen für den Werkstoff EN-GJS-400-18-LT aufgezeigt.

Artikelnummer
BF-2024-415

Titel
Ganzheitliche Optimierung von zyklisch hoch beanspruchten Gussbauteilen mittels einer durchgängigen Softwarekette
Autor(en)
F. Reissner, J. Baumgartner
DOI
10.48447/BF-2024-415
Veranstaltung
50. Tagung DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit – Tagung 2024
Jahr der Veröffentlichung
2024
Publikationsart
Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache
Deutsch
Stichwörter
Optimierung,Guss,Leichtbau,Softwarekette