Was beschreibt die opportunistische Gestaltung?
Grundlegendes Umdenken bei der Geometriebildung der Konstruktion. Es muss auf wenig restriktive Gestaltungsregeln geachtet werden. Die Beachtung zu früher Restriktionen bremst die Kreativität/ Potenzial der AF.
Zähle die 6 allgemeinen opportunistischen Regeln auf
spezifische Vorteile der AF nutzen
nicht dieselben Bauteile wie konventionell als AF fertigen
Bauteilanzahl durch Funktionsintegration reduzieren
Am Anfang keine konventionellen Konstruktionsregeln beachtet
Nutzen von Freiformflächen, bionischen Strukturen, Hinterschnitten, Hohlstrukturen, Topologieoptimierung
Leichtbauregeln anwenden
Definition des Leichtbaus
Körpereigene Masse wächst nur dort an, wo auch die höchste Belastung auftritt
Methode der Zugdreiecke
3 Ziele des Leichtbaus
Masse reduzieren
Ressourcen schonen: weniger Baumaterial/ spätere Ressourceneffizienz im Gebrauch
Funktionalität verbessern: höhere Steifigkeit/ geringere Massenträgheit
Zusammenhang Leichtbauinnovation zu Leichtbaustrategie
8 Grundregeln des Leichtbaus
Prinzip des direkten Kraftflusses
direkte krafteinleitung ohne Hebel/ ohne starke Umlenkung
Realisierung hoher Flächenmomente
bei Biege-/Torsionsbeanspruchung werden äußere Fasern stärker belastet. Verwendung von Hohlstrukturen (dünnwandig, geschlossen)
Versteifung in Hauptachsrichtung
bei Knicken/ Biegen —> Versickung/ Verrippungen
Bedingungsleichtbau - Ausschöpfen der Konstruktion
Bealstungsfälle und -größen analysieren
Nutzen der natürlichen Stützwirkung von Krümmungen
gekrümmte Flächen erhöhen Knick-/Beullast
Gezielte Versteifung
Orthoprie/ Anisotropie einsetzen
Integrale Bauweise
Funktionsintegration und Bauteilreduktion
Materialreduktion durch Hohlräume
Hohlstrukturen, Erleichterungsöffnungen
Definition und Formel für die Leichtbaukennzahl
gib die Verhältnisse von Stahl zu Aluminium und Stahl zu CFK in Bezug zur Dichte, LBK und Kosten an
beschreib die Grenzen des Leichtbaus anhand einer Grafik
Möglichkeiten und Chancen der additiven Fertigung
Möglichkeiten durch technologie als Komplexität
Formkomplexität: Geometriemöglichkeit: Wandstärken kombinieren, Hinterschnitte, innenliegende Strukturen
Hierarchische Komplexität: Veränderungen von Größen, Infill, Texturen (Oberfläche, Innenstruktur), Vasenmodus
Materialkomplexität: diskret getrennte Werkstoffe oder kontinuierliche Werkstoffübergänge
funktionale Komplexität: Integralbauweise, Funktionserweiterung, in sich bewegliche Teile, Einbettung von Komponenten, Elastizitäten
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