Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD

Verantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Stephan Tremmel

Universität Bayreuth

Kompetenzen

• Der Lehrstuhl CAD beschäftigt sich innerhalb des ZET mit der Anwendung neuartiger Berechnungsmethoden und Konzepte im Bereich Werkstoffe, Energie, Mobilität und Informationstechnologie.
• Entwicklung von speziellen Berechnungsmethoden zur thermischen und thermo-mechanischen Beurteilung von Brennelementbehältern 
• Virtuelle Entwicklung von Leichtbaustrukturen mittels multiphysikalischer Strukturoptimierung
• Entwicklung eines Composite­Solvers zur Simulation von anisotropen Faser-Kunststoff-Verbunden

Aktuelles Forschungsbeispiel:

Projektvorhaben „ESSBe – Easy Sandwich Struktur Berechner für KMU“

Ziel des geplanten Forschungsprojektes ist es, Produktentwicklern und Ingenieuren von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) ein kompaktes und auf Effizienz zur Berechnung von Leichtbau-Sandwichstrukturen abgestimmtes Simulationsprogramm zur Verfügung zu stellen. Dazu wird folgendes Forschungsvorhaben angestrebt:

„ESSBe: Easy Sandwich Struktur Berechner für KMU“

Basierend auf den am Lehrstuhl erfolgreich entwickelten Finite-Elemente-Anayse- und Topologieoptimierungs- Programmen Z88Aurora® und Z88Arion® soll eine grafische Benutzeroberfläche entstehen, welche speziell die Berechnung und Modellvorbereitung von Leichtbau-Sandwichstrukturen effizient bewerkstelligt. Eine automatisierte Strukturgenerierung stellt hierbei lediglich einen Teilaspekt dar. Unterhalb der neu zu konzipierenden Benutzeroberfläche liegt der im Rahmen des Vorhabens entwickelte Berechnungskern zur Analyse der Sandwichstrukturen. Eine sich im Laufe des Projektes schrittweise steigernde Komplexität ausgehend von einer linear-elastischen Betrachtungsweise bis hin zur nichtlinearen Kontakt-rechnung soll die notwendige Abbildungsgenauigkeit aufzeigen und stetig steigern. Eine Verbindung zum bereits abgeschlossenen Vorhaben OptiOnEn überträgt letztlich die entwickelten Optimierungsmöglichkeiten in die Sandwichberechnung, um Synergieeffekte zwischen den Projekten zu nutzen.

Mit dem Berechnungsmodul zur Sandwichanalyse ergeben sich im Gegensatz zu konventionellen Vorgehensweisen folgenden Vorteile:

1. Effiziente und kostensparende Modellerzeugung durch automatisiertes Preprocessing
2. Reduzierte Notwendigkeit von Expertenwissen
3. Finite-Elemente-Berechnungsansatz übertragbar auf andere Bauteilgeometrien
4. Implementierung modernster Versagenskriterien
5. Kopplung mit Optimierungsverfahren erhöht das Einsparpotential zusätzlich
6. Verkürzte Produktentwicklungszeiten
7. Kostenreduktion u. a. durch Wegfall von Software- & Lizenzkosten
8. Übertragung neuester Forschungsergebnisse in die Praxis
9. Wettbewerbsvorteile durch Nutzung moderner Softwarelösungen