Multidisziplinäre Strukturoptimierung

Kooperation mit Airbus Defence and Space

Die RISC Software GmbH arbeitet seit über acht Jahren gemeinsam mit Ingenieur*innen von Airbus Defence and Space an einem Softwaresystem. Ziel ist die Berechnung und Konstruktion gewichtsoptimaler Flugzeugstrukturen. Wichtig ist dabei vor allem der frühe Zeitpunkt in der Konstruktionsphase. In dieser Phase bestehen die größten Freiheitsgrade – und damit das größte Potenzial für Gewichtseinsparungen. Mit dem System lässt sich frühzeitig die optimale Geometrie bestimmen und die bestmögliche Materialverwendung planen.

Lagrange: Multidisziplinäres Strukturoptimierungssystem

Um dies zu ermöglichen, entwickelte Airbus Defence and Space das System Lagrange. Es optimiert Leichtbaustrukturen auf Basis verschiedener Entwurfsparameter wie Querschnitte, Lagendicken oder Faserverläufe in Verbundmaterialien. Neben dem Konstruktionsziel „minimales Gewicht“ müssen zahlreiche weitere Anforderungen erfüllt werden. Dazu zählen mechanische und physikalische Kriterien wie Festigkeit, Stabilität, Eigenschwingungen oder aeroelastische Wechselwirkungen. Lagrange integriert all diese Bedingungen in den Optimierungsprozess.

Automatisierung durch Aeroelastik

Ein zentrales Feature ist die gekoppelte Aerodynamik-Struktur-Analyse (Aeroelastik). Dadurch lassen sich aerodynamische Lasten direkt in die Optimierung einbeziehen. Außerdem berücksichtigt das System Fertigungsrestriktionen von Faserverbundwerkstoffen, sodass die berechneten Entwürfe auch praktisch umsetzbar sind. So entstehen bereits in frühen Phasen realitätsnahe Modelle. Diese umfassen mehrere tausend Entwurfsvariablen und hunderttausende Randbedingungen – und können dennoch effizient optimiert werden.

Rolle der RISC Software GmbH

Seit 2009 ist die RISC Software GmbH Hauptentwicklungspartnerin für die Neuentwicklung zentraler Systemteile von Lagrange. Das Unternehmen implementiert modernste und besonders effiziente Berechnungsmethoden. Darüber hinaus optimiert RISC Software die Nutzung moderner Hardwareplattformen – insbesondere paralleler und verteilter Rechnerarchitekturen. Damit trägt das Unternehmen entscheidend zur Leistungsfähigkeit des Systems bei.

Projektpartner

Ansprechperson