Multiphase Topology Optimisation, Fachbücher

Das Buch "Multiphase Topology Optimisation" bietet eine umfassende Einführung in die Simulationstechnik der Mehrphasen-Topologieoptimierung, die auf dem Prinzip der Finite-Elemente-Methode basiert. Diese Technik ermöglicht es, die optimale Verteilung von zwei oder mehr unterschiedlichen Materialien unter thermischen und mechanischen Belastungen zu bestimmen. Ziel der Optimierung ist es, die elastische Energie des Bauteils zu minimieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die eine kontinuierliche Änderung der Masse durch den Wachstumsprozess simulieren, behält die Mehrphasen-Topologieoptimierung alle ursprünglichen Materialkonzentrationen bei und verwendet angepasste Methoden der Molekulardynamik, um das Energieniveau zu minimieren. Die Anwendung dieser Technik auf mechanisch belastete Komponenten mit einer Vielzahl von Materialdichten führt zu Ergebnissen, die eine abgestufte und manchmal anisotrope Porositätsverteilung zeigen, die natürlichen Knochenstrukturen sehr ähnlich ist. Dies ermöglicht eine gleichzeitige Optimierung der Makro- und Mikrostruktur eines mechanischen Bauteils.