Multicriteria Optimization of Topology of Castings

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Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht darin, schon in der Entwurfsphase eines Bauteiles, das durch Gießen hergestellt werden soll, weitestgehend automatisch gießereitechnologische Forderungen in die Topologieoptimierung einzubeziehen. Damit soll verhindert werden, daß rationelle und effektive technologische Lösungen durch ungünstige Gestaltung frühzeitig ausgeschlossen werden. Die angestrebte Methode wird auf der Basis eines Voxelmodells in Anlehnung an ein Verfahren von WECK entwickelt. Für jedes Voxel in dem vom Konstrukteur festgelegten Lösungsraum wird die Existenzberechtigung aus der Sicht der Funktionalität, der Einhaltung zulässiger Spannungen bzw. Deformationen und der Erfüllung gießereitechnologischer Forderungen überprüft. Mit einer implementierten Optimierungsprozedur werden all die Voxel entfernt, deren Existenz nicht notwendig ist. Die Untersuchungen sollen zunächst an Bauteilen aus Stahlguß wegen dessen prägnanten Werkstoffeigenschaften vorgenommen werden. Grundsätzlich wird aber von einer Übertragbarkeit auf alle anderen bei der Erstarrung schwindenden Gußwerkstoffe ausgegangen.