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Generic Linking of Finite Element based Models

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Flugzeugentwicklung optimieren

Flugzeuge werden aus einzelnen Bauteilen zusammengesetzt, die oftmals an verschiedenen Orten entworfen und gefertigt werden. Wissenschaftler haben nun eine automatisierte Verknüpfungsprozedur entwickelt, um Modelle nahtlos miteinander zu koppeln und so die Flugzeuge schneller und besser zu niedrigeren Kosten liefern zu können.

Industrielle Technologien

Die Luftfahrtindustrie konzentriert sich auf eine Senkung der Flugzeugkosten durch reduzierten Zeitaufwand und weniger Kosten in der gesamten Design- und Produktionspipeline. Computergestützte Designinstrumente sind ein gangbarer Weg, um diese Ziele durch neue Strukturanalysen verschiedener Materialien sowohl unter statischen als auch dynamischen Lastbedingungen zu erreichen. Der Vorteil des Einsatzes von Computern besteht darin, dass keine intensiven Experimente erforderlich sind. Um das Flugzeugverhalten exakt zu modellieren, müssen die alle einzelnen Bauteile repräsentierenden Modelle kombiniert werden. Das gestaltet sich problematisch, da die Modelle aus lauter verschiedenen Quellen mit unterschiedlichen Codes, unterschiedlichen Auflösungsmaßstäben und verschiedenen Anforderungen an Genauigkeit und Effizienz daherkommen können. Das EU- finanzierte Projekt "Generic linking of finite element based models" (GLFEM) löste dieses Problem mit Hilfe einer Prozedur zur automatischen Verknüpfung von Finite-Elemente-Methode-Modellen (FEM). Die Wissenschaftler nahmen sieben Kopplungsansätze aus der Literatur her, um FEM-Modelle unterschiedlicher Herkunft zu verknüpfen. Auf diese Weise wurde die Superpositionierung eines von einem groben Modell abgerufenen detaillierten Modells möglich. Überdies entwickelten die Forscher Verfahren zum Aufteilen einer Struktur in überschaubare Teile, um eine effiziente Analyse der Dynamik größerer Bauteile vornehmen zu können. Die sieben Methoden wurden innerhalb der FEM-Codes ABAQUS und B2000++ an drei typischen Anwendungsfällen für die Flugzeugindustrie vorgeführt. Die nahtlose und automatische Modellanbindung wird es den Unternehmen ermöglichen, auf produktive Weise in kürzerer Zeit und zu geringeren Kosten an besseren Flugzeugbauformen zusammenzuarbeiten. Die GLFEM-Resultate werden ohne Zweifel starke Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit der EU- Luftfahrtindustrie haben. Außerdem wird hier der Weg zur Einbindung weiterer nützlicher automatischer Kopplungsverfahren in zahlreiche Fertigungssektoren geebnet.

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