Sterke producten maken met zo min mogelijk materiaal: dat is een van de effecten van topologie optimalisatie. In de basis is het een rekenkundig model waarmee – op basis van simulaties – de ontwerpruimte optimaal benut wordt. Ontwerpconcepten worden automatisch gegenereerd en mede daarom biedt topologische optimalisatie allerlei mogelijkheden.
Wat is topologie optimalisatie?
Topologie optimalisatie, ook bekend als ‘topology optimization’, is dus een methode die wordt gebruikt om de materiaalindeling van een ontwerp te optimaliseren. Het is een techniek waarbij onder andere de FEM-analyse (Finite Element Method) wordt toegepast om de ideale vorm en configuratie van een object te bepalen.
Het doel is om het gewicht te verminderen, de stijfheid te vergroten of andere prestatiecriteria te optimaliseren, terwijl de functionele vereisten behouden blijven.
Wat is topologie optimalisatie in CAD?
Met topologie optimalisatie kunnen ingenieurs in CAD-software verschillende ontwerpscenario’s en configuraties verkennen om de meest efficiënte en sterkste vormen te vinden.
Door het toepassen van optimalisatietechnieken en simulatiemodellen kan de software automatisch de materiaalverdeling binnen een vooraf bepaalde ontwerpruimte aanpassen. Hierbij wordt rekening gehouden met de belasting, grensvoorwaarden en andere functionele vereisten.
Binnen een CAD-omgeving kan het ingenieurs helpen bij het vinden van nieuwe, innovatieve ontwerpconcepten die anders mogelijk over het hoofd zouden worden gezien. Bovendien kunnen ze hun ontwerpen steeds verder verfijnen. Dit zorgt voor geoptimaliseerde ontwerpen die betere prestaties leveren, kostenbesparingen mogelijk maken en de productontwikkeling versnellen.
Wil je meer weten over CAD? Lees dan onze blog ‘wat is cad’.
Waarom topologische optimalisatie toepassen?
Door gebruik te maken van topologie optimalisatie software creëer je extra ontwerpmogelijkheden. Dat brengt diverse voordelen met zich mee:
- Gewichtsreductie. Met topologie optimalisatie is het mogelijk om het gewicht van structuren omlaag te brengen. Daardoor heb je minder materialen nodig en bespaar je kosten.
- Robuuste structuren. De stijfheid en sterkte van onderdelen wordt verbeterd door topologische optimalisatie. Dat komt de prestaties van het product vanzelfsprekend ten goede.
- Nieuwe ontwerpmogelijkheden. Dankzij topologie optimalisatie kunnen ook complexe vormen gemaakt worden.
Kortom, topologische optimalisatie biedt de mogelijkheid om ontwerpen naar een hoger niveau te tillen door ontwerpen efficiënter, lichter en sterker te maken.
In welke branches wordt topologie optimalisatie gebruikt?
Het kent talloze toepassingen en wordt dan ook in verschillende branches ingezet, zoals in de machinebouw, ruimtevaart, biochemie en civiele techniek.
Topologie optimalisatie kan in verschillende stadia van het ontwerpproces toegevoegde waarde bieden, variërend van het verkennen van conceptuele ontwerpen tot het optimaliseren van bestaande structuren.
Software voor topologie optimalisatie
Voor topologie optimalisatie zijn er verschillende softwareproducten beschikbaar, waaronder Ansys Discovery. Ansys Discovery is 3D-simulatiesoftware die realtime werkt. Met Ansys Discovery kunnen ingenieurs ontwerpen evalueren, simuleren en optimaliseren om betere prestaties en efficiëntie te bereiken. Naast deze optimalisatie biedt de software ook volop andere mogelijkheden.
Het is mogelijk om via ons een gratis proefversie aan te vragen van Ansys Discovery!
De vele mogelijkheden van Ansys Discovery
Naast de reeds genoemde biedt Ansys Discovery ook de volgende mogelijkheden:
- Structuuranalyse. Ingenieurs kunnen de sterkte, stijfheid en vervorming van structuren simuleren en analyseren om te zorgen voor structurele integriteit en veiligheid.
- Thermische analyse. Discovery maakt het mogelijk om de temperatuurverdeling en warmteoverdracht in ontwerpen te analyseren, waardoor ingenieurs thermische prestaties kunnen optimaliseren en problemen zoals oververhitting kunnen identificeren.
- Stromingsanalyse. Met de stromingsanalyse functionaliteit kunnen ingenieurs de lucht- of vloeistofstroming door en rond ontwerpen simuleren en analyseren, waardoor ze inzicht krijgen in de aerodynamica, drukverschillen en andere stromingseigenschappen.
- Ontwerpoptimalisatie. Discovery ondersteunt optimalisatietechnieken om ontwerpen te verbeteren en te optimaliseren op basis van vooraf gedefinieerde doelstellingen, zoals gewichtsreductie, sterkteverbetering of prestatie-optimalisatie.
- Geometriemodellering. Ingenieurs kunnen complexe geometrieën modelleren en aanpassen om nauwkeurige simulaties en analyses uit te voeren.
- Visualisatie en rapportage. Discovery biedt krachtige visualisatiemogelijkheden, waardoor ingenieurs resultaten kunnen visualiseren en presenteren in duidelijke grafieken, diagrammen en rapporten.
Je ziet het: de mogelijkheden zijn groot. Ansys Discovery is voor ingenieurs dan ook een handig hulpmiddel om geavanceerde simulaties en analyses uit te voeren, te ontwerpen te optimaliseren. Dat helpt om betere beslissingen te nemen tijdens het ontwerpproces.
Hieronder staat een video van topologie optimalisatie met Ansys Discovery:
Meer weten over topologie optimalisatie?
In dit blogartikel hebben we een eerste introductie gegeven over topologie optimalisatie. Het is een tipje van de sluier, want hier valt nog veel meer over te vertellen.
Heb je vragen over topologische optimalisatie? Neem dan gerust contact op. Wil je zelf aan de slag met Ansys Discovery? Weet dan dat AESC ook trainingen verzorgt. Deelnemers leren daarmee in korte tijd effectief omgaan met onze software.
