Fakultät für Maschinenbau und Sicherheitstechnik

Wintersemester

Lehrveranstaltung: Strukturoptimierung

Dozent: Prof. Dr.-Ing. Axel Schumacher

Lehrveranstaltung gehört zum Modul: Numerische Methoden im Maschinenbau B


Inhalte:

Strukturoptimierung nutzt Simulationsmodelle zur automatischen Verbesserung der Struktureigenschaften. So werden Simulationen nicht nur zur Validierung bereits bestehender Entwürfe verwendet, sondern leisten einen fundamentalen Beitrag im Entwicklungsprozess komplexer Systeme. Es werden die neuesten Entwicklungen und Anwendungsbereiche auf dem Gebiet der Optimierung behandelt.

Die Veranstaltung ist folgendermaßen gegliedert:

1. Ziel- und Restriktionsfunktionen

2. Mathematische Grundlagen

3. Optimierungsverfahren

4. Optimierungsprogrammsysteme

5. Optimierungsstrategien

6. Gestaltoptimierung

7. Topologieoptimierung

Neben den grundlegenden Übungen sind die meisten der von den Studierenden behandelten Rechnerübungen Aufgaben aus dem Maschinenbau, Flugzeugbau und Fahrzeugbau:

• Dickenoptimierung eines Trägers

• Querschnittsoptimierung eines Fachwerks

• Optimierung eines Trägers unter dynamischen Lasten

• Bestimmung optimaler Lochformen

• Topologieoptimierung eines Halters

Zudem bearbeitet jede(r) Studierende ein eigenes, etwas aufwändigeres Optimierungsprojekt selbst.

Literatur

• Baier H., Seeßelberg C., Specht B.: Optimierung in der Strukturmechanik. Vieweg-Verlag, Wiesbaden, 1994

• Bendsøe M.P., Sigmund, O.: Topology Optimization - Theory, Methods and Applications, Springer-Verlag, 2003

• Schumacher, A.: Optimierung mechanischer Strukturen, 2. Auflage, Springer-Verlag, Heidelberg, 2013

• Harzheim L. (2008) Strukturoptimierung – Grundlagen und Anwendungen. Verlag Harry Deutsch, Frankfurt

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