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Innovationshighlight

Optimierungen nach dem Modell der Bäume und Knochen in der Natur

Eine Baumgabel in der Natur stellt eine Kerbe ohne Kerbspannungen dar. Die kreisförmige Innenkontur der konstruierten Gabel bewirkt dagegen hohe Kerbspannungen. Trotzdem wird die Kreiskerbe nach wie vor noch zum Ausrunden von Übergängen empfohlen. Es ist höchste Zeit, sich darüber klar zu werden, daß kreisförmige Kerben oft Sabotage am Bauteil bedeuten.

Optimierungen nach dem Modell der Bäume und Knochen in der Natur

Computer Aided Optimization (CAO)

Die SKO (Soft Kill Option) simuliert die adaptiven Mineralisationsvorgänge im Knochen. Höher belastete Bereiche werden ausgesteift, minder belastete Bereiche dagegen erweicht und schließlich ausgemerzt. So wird durch das Herausschneiden untätiger Faulpelze im Bauteil Leichtbau realisiert.

Die SKO (Soft Kill Option) simuliert die adaptiven Mineralisationsvorgänge im Knochen. Höher belastete Bereiche werden ausgesteift, minder belastete Bereiche dagegen erweicht und schließlich ausgemerzt. So wird durch das Herausschneiden untätiger Faulpelze im Bauteil Leichtbau realisiert.Aus einem großzügigem Designraum (A) bildet sich durch Entfernen von nichttragenden Bauteilbereichen ein dem Optimum bereits nahe liegender Designvorschlag (B), der in Zug- und Druckbereiche aufgeteilt werden kann(C). Obwohl es sich bei dem hier gezeigten Fall des belasteten Kragträgers, der in ein filigranes Fachwerk wächst, um ein sehr simples Beispiel handelt, hätte wohl kaum ein Ingenieur der Welt diese Lösung des Problems vorausgesehen

Die Hypothese wurde bereits 1893 von K. Metzger vorgeschlagen. Auf dieser Grundlage entwickelte Claus Mattheck einige Computer Programme (CAO, Computer Aided Optimization), um eine optimale Gestalt zu entwickeln.

Source: BIOKON - Bionik-Kompetenz-Netz