Optimierung mechanischer Strukturen: Grundlagen und industrielle Anwendungen

Cover
Springer-Verlag, 26.02.2013 - 306 Seiten

Ziel des Buches ist es, die notwendigen Kenntnisse für den effizienten Einsatz von mathematischen Optimierungsverfahren in der Gestaltung und der Strukturauslegung von Bauteilen zu vermitteln. Dabei werden auch die wesentlichen Grundlagen zum rechnergestützten Konstruieren und Berechnen zur Verfügung gestellt.

Der Autor bezieht die neuesten Entwicklungen und Anwendungsbereiche auf dem Gebiet der Optimierung ein und diskutiert die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Optimierungsansätze. Die vorgestellten konkreten Anwendungen der Optimierung erleichtern die Einarbeitung in das mathematisch anspruchsvolle Gebiet. Mit Hilfe der bereitgestellten Übungsaufgaben kann der Leser das Gelernte am eigenen Computer vertiefen. In der aktuellen 2. Auflage wurden Erklärungen überarbeitet und aktuelle Optimierungsalgorithmen und -verfahren aufgenommen.

Das Lehrbuch ist für Studierende und praktisch tätige Ingenieure und Ingenieurinnen konzipiert und auch als Nachschlagewerk geeignet.

 

Inhalt

1 Einführung
1
2 Grundwissen zur Entwicklung mechanischer Systeme
9
3 Mathematische Grundlagen der Optimierung
45
4 Optimierungsverfahren
57
5 Optimierungsprogrammsysteme
107
6 Optimierungsstrategien
135
7 Methoden zur Formoptimierung
163
8 Methoden zur Topologieoptimierung
211
9 Weitere exemplarische Anwendungen der Strukturoptimierung
243
Anhang
273
Englische Fachausdrücke
293
Sachverzeichnis
301
Urheberrecht

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Häufige Begriffe und Wortgruppen

Abhängigkeit Ableitungen Abschn Algorithmen Analysemodell analytisch Anforderungen Ansatzfunktionen Anwendungen Anzahl Approximation Approximationsfunktion Aufgabe basierend Bauteil Beispiel beispielsweise Berechnung Bereich Berücksichtigung Beschreibung beschrieben bestimmten CAD-Modell Charakteristische Funktion definiert Definition design diskrete durchgeführt eindimensionale Optimierung einfach Eingabefile Einsatz Entwicklungsprozess Entwurf Entwurfsraum Entwurfsvariablen erforderlich Ergebnisse Erstellung EuroNCAP Faserverbundwerkstoffen Finite Elemente Finite Elemente Modell folgende Formoptimierung Funktionsaufrufe globalen großen Iteration Knotenvektors Konstruktion Kontrollpunkte LAGRANGE-Funktion LAGRANGE-Multiplikatoren Längsträgers Lastfälle linearen Loch Lochpositionierung lokale Lösung LS-DYNA mathematischen MATLAB maximalen Meta-Modell Methode Minimierung Minimum mithilfe mittleren Nachgiebigkeit möglich muss NASTRAN NURBS optimale Optimierung Optimierungsalgorithmen Optimierungsaufgabe Optimierungsproblem Optimierungsprobleme Optimierungsrechnungen Optimierungssoftware Optimierungsverfahren optimization Optimum ÖXi Parameter PARETO-optimalen PARETO-optimalen Rand Probleme Programme Quantile Rechenzeit Restriktionen Restriktionsfunktionen Robustheit Robustheitsanalyse Schlupfvariablen Schumacher Sensitivitäten Sensitivitätsanalyse Simulation sinnvoll Skizze sodass Software soll Spannungen Startentwurf Streuung Strukturoptimierung Stützstellen Suchrichtung Topologie Topologieoptimierung unterschiedliche Variablen Variation Variationellen Vektor Verfahren Verschiebung Versuchsplan verwendet Verwendung vorgestellten Werte Ziel Zielfunktion zulässigen zwei

Autoren-Profil (2013)

Professor Dr.-Ing. Axel Schumacher

hat nach Tätigkeiten in der Industrie und einer Professour an der Hamburger Hochschule für Angewandte Wissenschaften seit 2012 den Lehrstuhl „Numerische Methoden und Optimierungsverfahren in der Produktentwicklung“ an der Bergischen Universität Wuppertal inne.

Bibliografische Informationen