ISBN 978-3-8439-2897-7

978-3-8439-2897-7, Reihe Luftfahrt

Florian Moldering
Entwicklung einer Methode zur rechnergestützten Positions- und Relationsoptimierung von Strukturen und Bauteilen für den Fahrzeugleichtbau

210 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2016), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In der Entwicklung moderner Fahrzeug-Karosserien ist die Strukturoptimierung ein wichtiges Hilfsmittel, denn Optimierungs-Methoden auf Basis der FEM-Analyse ermöglichen es, Strukturen systematisch auch für komplexe Lastfälle bestmöglich auszulegen. Neben den Standardproblemen der Strukturoptimierung, die sich auf Form und strukturelle Zusammensetzung beziehen, entstehen heute vermehrt Fragestellungen, die sich um die Positionierung von Strukturen und Komponenten der Karosserie sowie um die Anordnung der zugehörigen Verbindungs-Elemente drehen.

Für solche Probleme der Positions- und Relationsoptimierung wird in dieser Arbeit zunächst ein neuer Optimierungs-Algorithmus der Differential Evolution entwickelt, dessen Besonderheit die effiziente Behandlung aller Variablentypen, insbesondere diskreter und kategorischer Variablen, ist. Daneben erlaubt der Algorithmus eine äußerst flexible Definition von Optimierungs-Problemen und hebt sich durch eine bessere Suchleistung von anderen vergleichbaren Verfahren ab. Auf Basis des Algorithmus wird in der Arbeit dann ein gesamtes Optimierungs-Werkzeug entwickelt, das die Variation der Anordnung von Komponenten und Füge-Elementen direkt in den FE-Modellen ermöglicht. Diese Implementierung wird für unterschiedliche reale Problemstellungen der Karosserie-Entwicklung angewendet, wobei damit deutliche Verbesserungen hinsichtlich Leichtbau und Funktion erzielt werden.