Zusammenfassung
Unter Berücksichtigung der steigenden Anforderungen an Strukturkomponenten in der industriellen Anwendung und beispielsweise auch im Leistungssport besteht der Bedarf, individuelle oder hinsichtlich verschiedener Anforderungen optimierte Bauteile und Strukturen zu entwickeln. Im Rahmen dieses Beitrags werden Ansätze zur Optimierung von Strukturbauteilen geliefert, die auf den Einsatz von Topologieoptimierungsprogrammen verzichten und somit eine kosteneffiziente Alternative darstellen. Mit dem Fokus der Festigkeits-, Leichtbau- und / oder Steifigkeitsoptimierung werden anhand von realen Strukturbauteilen Optimierungsstrategien erläutert und angewendet. Die Auslegung aller vorgestellten Komponenten berücksichtigt normative Vorgaben zur betriebssicheren Gestaltung und marktübliche Anschlussmaße, die den späteren Praxiseinsatz ermöglichen. Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, werden abschließend experimentelle Bauteilprüfungen für die optimierten Strukturkomponenten durchgeführt.
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Literatur
[1] Klein, B.: Leichtbau-Konstruktion. 10. Auflage, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2013.
[2] Feldhusen, J.; Grote, K. H.: Pahl/Beitz Konstruktionslehre – Methoden und Anwendung erfolgreicher Produktentwicklung. 8. Auflage, Springer Vieweg Verlag, Berlin Heidelberg, 2013.
[3] Brüggemann, J.-P.; Risse, L.; Kullmer, G.; Richard, H. A.: Betriebssichere Auslegung einer lasergeschmolzenen Fünfstern-Tretkurbel. In: Proceedings of the 14th Rapid.Tech Conference, Erfurt, 2017, S. 94-107.
[4] Duden – Die deutsche Rechtschreibung. 27. Auflage. Duden, Berlin, 2017.
[5] Harzheim, L.: Strukturoptimierung. Grundlagen und Anwendungen. 2. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2014.
[6] Schumacher, A.: Optimierung mechanischer Strukturen. Springer Vieweg, Berlin Heidelberg, 2013.
[7] Baier, H.; Seeßelberg, C.; Specht, B.: Optimierung in der Strukturmechanik. Vieweg, Braunschweig, Wiesbaden, 1994.
[8] Brüggemann, J.-P.; Risse, L.; Kullmer, G.; Richard, H. A.: Vergleich zweier Optimierungsstrategien am Beispiel additiv gefertigter Rennradvorbauten. In: DVM-Bericht 402, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., Berlin, 2017, S. 49-66.
[9] Walzl, A.; Buchmayr, B.: Topologieoptimierung – Entwicklungswerkzeug für die additive Fertigung. In: BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte, Volume 162, 2017, pp. 110-116.
[10] Klein, B.: FEM. Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau. 9. Auflage, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2011.
[11] Steinke, P.: Finite-Elemente-Methode. Rechnergestützte Einführung. 4. neu bearbeitete und ergänzte Auflage, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 2012.
[12] Fröhlich, P.: FEM–Anwendungspraxis. Einstieg in die Finite Elemente Analyse. Springer Fachmedien, Wiesbaden, 2005.
[13] Leuders, S.; Thöne, M.; Riemer, A.; Niendorf, T.; Tröster, T.; Richard, H. A.; Maier, H. J.: On the mechanical behaviour of titanium alloy TiAl6V4 manufactured by selective laser melting: Fatigue resistance and crack growth performance. In: International Journal of Fatigue, Volume 48, 2013, pp. 300-307.
[14] DIN EN ISO 4210-5:2014: Fahrräder – Sicherheitstechnische Anforderungen an Fahrräder – Teil 5: Prüfverfahren für die Lenkung (ISO 4210-5:2014). Deutsche Fassung EN ISO 4210-5:2014.
[15] Brüggemann, J.-P.; Risse, L.; Richard, H. A.; Kullmer, G.: Entwicklung von Optimierungsstrategien unter Ausnutzung des Potentials der additiven Fertigung. In: DVMBericht 403, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., Berlin, 2018, S. 11-21.
[16] Richard, H. A.; Sander, M.: Technische Mechanik. Festigkeitslehre. 5. Auflage, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015.
[17] Richard, H. A.; Sander, M.: Ermüdungsrisse. Erkennen · Sicher beurteilen · Vermeiden. 3. Auflage, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2012.
[18] Läpple, V.: Einführung in die Festigkeitslehre. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden, 2008.
[19] Brüggemann, J.-P.: Optimierungsstrategien für Strukturbauteile mittels additiver Fertigungsverfahren. Shaker Verlag, Aachen, 2019.
[20] ASTM: Annual Book of ASTM Standards 2007. Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials, E466-07, 2007.
[21] Wawrzynek, P.; Carter, B.; Ingraffea, T.: Advances in Simulation of Arbitrary 3D Crack Growth using FRANC3D/NG. In: Proceedings of ICF12, Ottawa, 2009.
[22] Grübel, A.: Effiziente bruchmechanische Herangehensweisen für eine wirtschaftliche Produktentstehung und einen sicheren Bauteilbetrieb. Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 18, Nr. 349, VDI Verlag, Düsseldorf, 2018.
[23] Brüggemann, J.-P.; Risse, L.; Grübel, A.; Richard, H. A.; Kullmer, G.: Validierung der strukturmechanischen Funktionsfähigkeit durch experimentelle Bauteilprüfungen additiv gefertigter Leichtbaustrukturen. In: DVM-Bericht 250, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., Paderborn, 2018, S. 89-98.
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Brüggemann, JP., Risse, L., Kullmer, G., Richard, H.A. (2019). Entwicklung von Optimierungsstrategien für Strukturbauteile unter Ausnutzung der Potentiale des Laser-Strahlschmelzens. In: Richard, H., Schramm, B., Zipsner, T. (eds) Additive Fertigung von Bauteilen und Strukturen. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-27412-2_1
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