Entwickelt wird ein Optimierungsverfahren für nichtlineare, unstetige und nicht differenzierbare Probleme der Strukturmechanik bei Einhaltung der erforderlichen Restriktionen. Das in der vorliegenden Arbeit entwickelte Verfahren kann auf verschiedene Probleme erfolgreich angewendet werden. Ein kombinierter Optimierungsalgorithmus ist als Lösung der Aufgabenstellung entwickelt worden. Er besteht aus einer genetischen Voroptimierung und aus einer Feinoptimierung mittels eines Sensitivitätsalgorithmus. Durch die Berechnung der Sensitivitäten bezüglich der Zielfunktion und der Restriktionen kann die Variable bestimmt werden, die besonders effektiv für eine Massenreduktion eingesetzt werden kann. Der kombinierte Algorithmus ist erfolgreich auf drei unterschiedliche Beispiele aus der Strukturmechanik angewendet worden: Optimierung von Mikrometeoriten, Massenoptimierung von orthotrop versteiften Rumpfschalen, Querschnittsoptimierung von Sandwich-Zylinderschalen. Die Minimierung der Masse ist ebenfalls das Ziel der Optimierung orthotrop versteifter Flugzeugrumpfschalen. Hierbei ist die Restriktion die Einhaltung von Mindestversagenslasten. Das entwickelte Verfahren hat seine Leistungsfähigkeit an den drei Einsatzbeispielen gezeigt. Durch Hinzufügung von weiteren Optimierungsvariablen und durch Weiterentwicklung der Berechnungsverfahren können diese Beispiele in der Zukunft ausgeweitet werden.
Mehrstufige Optimierung komplexer strukturmechanischer Probleme
2005
164 Seiten, Bilder, Tabellen, 104 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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