Beschleunigte Strukturanalysen im Maschinenbau

© Christoph Schinko

Es gibt geometrische Formen, bei denen die Dicke im Vergleich zu Länge und Breite sehr gering ist. Ein Wellblechdach zum Beispiel hat eine Dicke, die wesentlich kleiner ist (wenige Millimetern) als die Länge und Breite (mehrere Meter). Eine Mittelfläche beschreibt eine solche Form durch ein Flächenskelett, also eine Vereinfachung der Form, in der Volumina durch Flächen ohne Dicke ersetzt werden. Diese vereinfachte Darstellung erlaubt eine signifikante Beschleunigung fast aller physikalischen Simulationen, wie etwa die Berechnung der maximalen Schneelast. Daher ist sie im Zusammenhang mit Computer-Aided Design, Computer-Aided Manufacturing und Maschinenbau sehr wichtig. Die Reduktion um eine Dimension vereinfacht die Simulationsrechnung so stark, dass selbst die bisher übliche manuelle Bestimmung der Mittelfläche eine ökonomisch sinnvolle Beschleunigung ist.


Die automatische Berechnung der Mittelfläche ist eine offene Forschungsfrage, zu der Fraunhofer Austria nun einen weiteren Schritt zur Lösung beigetragen hat. Auf der virtuellen 19. interdisziplinären Konferenz der internationalen Gesellschaft für Künste, Mathematik und Architektur unter dem Titel “Shape Modeling International (SMI) – Fabrication and Sculpting Event (FASE)” hat Dr. Christoph Schinko die jüngsten Ergebnisse vorgestellt. Das Verfahren basiert auf einem neuen Zellrasteransatz, der seine Ursprünge in der medizinischen Bilddatenverarbeitung hat. Die technischen Details sind im Tagungsband der Konferenz und im Fachjournal Hyperseeing (Ausgabe Juni 2020) veröffentlicht. Für Fragen zum Algorithmus und seiner Anwendung bei der Beschleunigung von Simulationen mit finiten Elementen steht Ihnen der Geschäftsbereich Visual Computing gerne zur Verfügung.