Fakultät für Maschinenbau und Sicherheitstechnik

Redesign einer Bremsankerplatte durch Topologieoptimierung

Foto der verbauten Bremsankerplatte aus Aluminium

von Dominik Schneider

mit Hypermesh und Optistruct

(Fig.) Modeling of the design and non-design space with 1.079.169 tetrahedron elements

Modellierter Designraum:

Für die Topologieoptimierungen wurden mehrere Lastfälle mit unterschiedlichen Kraftangriffspunkten gewählt, da die Lage der Bremsscheibe in Bezug zur Bremsankerplatte nicht genau bekannt ist. Durch diese Variation kann später der Einfluss der Lage des Kraftangriffspunktes auf das Optimierungsergebnis untersucht werden. Die angesprochenen Lastfälle werden auf den folgenden Abbildungen dargestellt.

Lastfall 1:

Lastfall 2:

Lastfall 3:

Ergebnis der Topologieoptimierung:

Während dem Vorgang des Optimierens wurden zahlreiche Fertigungsrestriktionen und andere Modelleigenschaften variiert. Am Ende hat sich aus diesem Prozess die unten abgebildete Struktur herauskristallisiert.

Vergleich des Originalbauteils mit dem ermittelten Ergebnis:

Die Optimierung bietet großes Potenzial, so kann:

  • Ca. 32% des Originalgewichts gespart werden (256g statt 380g)
  • Die Compliance von 795 auf 615 gesenkt werden
  • Ein günstigerer Spannungsfluss gewährleistet werden,
    welcher in niedrigeren Spannungen resultiert

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