Topologická optimalizace

Topologická optimalizace je výpočetní metoda (CAE), která na základě definovaného zatížení, okrajových podmínek a objemového omezení hledá optimální rozložení materiálu v konstrukčním prostoru. Výsledkem je díl s minimální hmotností při zachování požadované pevnosti a tuhosti.

Princip topologické optimalizace: konstruktér definuje prostor, ve kterém může materiál být, okrajové podmínky (uložení) a zatěžovací stavy. Algoritmus iterativně odstraňuje méně namáhaný materiál, dokud nedosáhne cílového objemu při splnění pevnostních kritérií. Výsledek připomíná organické struktury – přírodní tvary (kosti, korály) jsou výsledkem podobného procesu evoluce.

Topologická optimalizace je zvláště cenná v kombinaci s aditivní výrobou (3D tiskem), která umí vyrobit organické geometrie bez výrobních omezení klasického obrábění. V leteckém průmyslu a motorsportu se tak dosahuje 20–50 % snížení hmotnosti oproti tradičně navrženým dílům.

Softwarová podpora: SolidWorks Simulation, ANSYS Mechanical, Altair OptiStruct nebo cloudové nástroje jako nTop. Pro jednoduché analýzy jsou dostupné i základní funkce ve standardním CAD softwaru.