2.3.4 Exempel 4: Formoptimering av ett stöd

Topologioptimeringsprogramen har på senare år blivit ett måsteverktyg vid framtagning av komponenter för att minska vikt och optimera mekaniska egenskaper. Det talas om ”bionic design” – det vill säga man vill efterlikna naturens utformning av knepiga geometrier för att lösa belastningen i en given position.

Ett exempel på detta är formoptimering av ett stöd som visas i figur 42. I den övre delen av bilden visas i rött den ej optimerade utformningen och med grönt den optimerade utformningen av stödet. I detta exempel har optimeringsprogrammet jämfört spänningarna på komponentens yta med den önskade belastningsnivån. Utgående från skillnaden mellan dessa två värden, beräknas sedan mindre förskjutningar av komponentens yta. Denna process upprepas till dess att en konstant spänning uppnås i ytan. Detta gäller den gröna konturen i bilden. Materialet blir på detta sätt likformigt belastat i hela komponenten och uppvisar varken höga anvisningsspänningar eller dåligt utnyttjade överdimensionerade områden (nedre delen av figuren). Den optimerade konturen har stor likhet med den till höger i bilden visade trädklykan.

Figur 42: Exempel på efterlikning av naturens geometriska utformning av ett stöd (klyka).

1940