Diensten – Software – Numerieke toepassingen

Verbetering en optimalisatie van het ontwerp

Toepassingsgebied

Ingenieurs moeten bij productontwerp- en ontwikkeling een compromis vinden tussen criteria als kosten, gewicht, produceerbaarheid, kwaliteit en prestaties. Het “optimale” ontwerp omvat aanvaardbare compromissen, hoewel de impact van welbepaalde beslissingen inzake het ontwerp inschatten een moeilijke zaak blijft. Het is aan ingenieurs te bepalen wat het beste ontwerp is, met de juiste compromissen en zonder in te boeten op belangrijke eigenschappen zoals bv. veiligheid.

De tools van Hexagon (MSC Software) voor Design Improvement and Optimization bieden mogelijkheden voor de optimalisatie van de eigenschappen van mechanische delen en systemen als vorm, afmeting en topologie. Die tools zijn geïntegreerd in de eindige elementensolver MD Nastran, en laten ook een gelijktijdige mutidisciplinaire optimalisatie toe (Multi Discipline Optimization –MDO).

Hexagon (MSC Software) biedt ook stand-alone tools voor multi-run studies ter verbetering van het ontwerp, die vervolgens gebruikt kunnen worden om het ontwerp te beoordelen op product- en omgevingsvariabiliteit, om onbekende interactionele ontwerpvariabelen te ontdekken en om een globaal inzicht te bieden op de gehele ontwerpruimte. Deze tools, met o.a. MSC.Insight, functioneren met de meeste CAE-software van Hexagon (MSC Software) zoals MSC.Nastran, Patran, Adams, Marc, EASY5 e.a.

Verder biedt Hexagon (MSC Software) ook unieke mogelijkheden voor het procesbeheer bij ontwerpverbetering en de bijhorende CAE-resultaten en iteraties. MSC.SimManager biedt een kader voor het procesbeheer van ontwerpoptimalisatie en –simulatie en kan worden geïntegreerd met vele commerciële tools of interne tools, en functioneert ook met software van derden om te assisteren bij grootschalige analyses van ingewikkelde ontwerpen.

Mogelijkheden:

Optimalisatie

Hexagon (MSC Software) biedt bewezen oplossingen voor ontwerpoptimalisatie van componenten en systemen. Volgens de gradiënt gebaseerde optimalisatietechniek van MD Nastran zijn er drie categorieën van oplossingen, afhankelijk van de methode gebruikt tijdens het ontwerpproces: de optimalisatie van afmetingen, van vorm en van topologie. Het is mogelijk om, vertrekkende van een vooraf bepaald punt in het ontwerp, tot een optimale lokale oplossing te komen waarbij aan de veschillende beperkingen qua materiaalgedrag wordt voldaan; zoals het ook mogelijk is geavanceerde materiaaleigenschappen voor composietstructuren als variabelen toe te voegen in de optimalisatie. Met Hexagon (MSC Software) kan ook geavanceerde optimalisatie van vorm en afmetingen worden gedaan d.m.v. topografie en topometrie, waardoor materiaaldikte en geometrie zeer nauwkeurig als variabelen kunnen worden ingegeven. Met responsfuncties en beperkingen ondersteund in verschillende disciplines, hoeven gebruikers niet voor elke discipline een aparte optimalisatie uit te voeren. Het is mogelijk alle disciplines te combineren in een enkele optimalisatie, wat de gebruikersefficiëntie en de kwaliteit van de ontwerpen ten goede komt.

Multi-run en verkenning van de ontwerpruimte

Het is vaak wenselijk een “beste” ontwerp te ontwikkelen, niet een optimaal ontwerp; iets dat een goede afweging is van meerdere eisen en robuust is. Dit is waar technieken zoals Design of Experiment (DOE) of Monte-Carlo (stochastische modellen) van nut kunnen zijn. De tools van Hexagon (MSC Software) laten toe multi-run CAE-experimenten op te starten, gebaseerd op meerdere simulatiemodellen en zelfs op verschillende disciplines. De experimenten kunnen zelfs discrete ontwerpvariabelen bevatten. Aan de hand van een reactie oppervlaktemethode (RSM – Response Surface Method) wordt met de resultaten van het experiment een benaderend model opgesteld dat toont hoe het ontwerp zich in een grotere werkruimte zal gedragen. Eens deze modellen voorbereid zijn, kunnen “what if”-simulaties en afwegingsstudies worden opgemaakt.

Integratie en beheer van optimalisatie- en ontwerpverbeteringsprocessen

Studies voor optimalisatie en ontwerpverbetering kunnen vaak complex zijn; ze vereisen integratie met gespecialiseerde toepassingen van derden die geavanceerde mogelijkheden kunnen bieden voor het omgaan met zaken als meervoudige ontwerpconcepten of andere gespecialiseerde optimalisatie- en ontwerpverbeteringstechnieken. Dit soort studies genereert ook veel simulatiegegevens en resultaten die verbonden zijn met honderden of zelfs duizenden ontwerpvariabelen en simulatiemodellen, die moeten worden opgevolgd en beheerd.

Hexagon (MSC Software) biedt oplossingen aan die goed samenwerken met andere toepassingen en biedt mogelijkheden die een klein onderdeel van het proces kunnen zijn of die het volledige proces kunnen integreren en beheren, afhankelijk van de specifieke behoeften van de klant. Bovendien zijn de oplossingen van Hexagon (MSC Software) voor het beheer van simulatie-inhoud en -processen bij uitstek geschikt om het volledige simulatieproces bij te houden en te beheren, zodat geen relevante gegevens verloren gaan en kritieke ontwerpconfiguraties gemakkelijk kunnen worden geïdentificeerd.

Toepassingen:

• Lucht- en ruimtevaart / Defensie: vleugel- en rompstructuren, landingsgestellen, helikopterbladontwerp, deuren, satellietzonnepanelen
• Automobielindustrie: vermindering van het gewicht van voertuigen en onderdelen, scheiding van trillingswijzen, maximale energie-absorptie voor botsveiligheid, geoptimaliseerde doorvoersnelheden voor meervoudige besturingsmanoeuvres en rijprofielen, optimalisering van ophangingsontwerp
• Consumentenproducten: sportartikelen, verpakking, fietsframes
• Energie: windturbinebladen, offshore structuren zoals dikwandige buizen, onderzeese pijpen, tanks
• Overheid / Civiel: betonconstructies, bruggen, barrières

Aanverwante producten:

Meer informatie

D2S International biedt consultancy services aan en gebruikt daarvoor eindige elementen software van HEXAGON (MSC Software).

Contacteer D2S International