Bäume und Knochen als Lehrmeister: Unsere alten Computermethoden

Bäume lagern an Orten höherer Belastung dickere Jahresringe an und streben so nach einer gleichmäßigen Spannungverteilung im zeitlichen Mittelwert ‎auf Ihrer Oberfläche. Dies computersimuliert unsere CAO- Methode, die die zunächst berechneten Mises-Spannungen in einem zu optimierenden Bauteil einer fiktiven Temperaturverteilung gleichsetzt. Heizt man die dazu verwendete Finite-Elemente-Struktur mit dieser Temperaturverteilung auf, so haben wir an Orten ehemals höchster Spannungen die heißesten Temperaturen, die größte Wärmeausdehnung und damit die dicksten "Jahresringe" im Bauteil. Spannungsgesteuerte Wärmeausdehnung simuliert biologisches lastadaptives Wachstum und baut so gefährliche Spannungsspitzen ab.

Die gezeigten Videos zu Computersimulationen sind damit eher als "nostalgischer" Rückblick auf vergangene Zeiten zu sehen. So fing alles an.

CAO: Computer Aided Optimization:

SKO: Soft Kill Option: Diese Methode beseitigt Faulpelze im Bauteil genau wie die Fresszellen im Knochen. ‎Dazu berechnet man wieder die Spannungen in einem überdimensionierten Designvorschlag und verringert im nächsten Rechenlauf den Elastizitätsmodul an Orten geringer Spannungen, dies wiederholt man, bis schließlich die weichen Stellen als Faulpelz identifiziert sind und herausgeschnitten, gekillt werden. Die so entstandene Leichtbaustruktur wird nun noch in den Kerben mit CAO optimiert, um unerwünschte und gefährliche Spannungsspitzen abzubauen. Das so geformte Bauteil ist leichter und dauerfester. Heute haben wir zum Kerbspannungsabbau‎ die Kontur der Zugdreiecke, eine Universalform der Natur, und zum Auffinden einfacher Designvorschläge unsere Kraftkegelmethode, die unser alten Computermethoden in vielen Fällen überflüssig machen, weil man damit ohne Computer und viel schneller ähnliche Ergebnisse findet.