Optimierung mechanischer Strukturen

Das Lehrbuch und Nachschlagewerk vermittelt die Grundlagen des rechnergestützten Konstruierens für die optimale Strukturauslegung von Bauteilen. Darüber hinaus werden Entwicklungen der mathematischen Optimierung und ihre Anwendungsgebiete behandelt.

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/die Leser*in das Gelernte am eigenen Computer vertiefen. In der aktuellen 3. 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.

Autorentext

Professor Dr.-Ing. Axel Schumacher studierte Maschinenbau an der Universität Duisburg und der RWTH Aachen. Er promovierte auf dem Gebiet der Topologieoptimierung an der Universität Siegen. Nachfolgende Forschungsprojekte zusammen mit Airbus hatten die Optimierung von Flugzeugstrukturen zum Schwerpunkt. Als Projektleiter bei der Adam Opel AG führte er die mathematische Optimierung an zahlreichen Stellen des Fahrzeugentwicklungsprozesses ein. An der Hamburger Hochschule für Angewandte Wissenschaften hat er seine Forschungen zur Integration hochgradig nicht-linearer Analysen in der Optimierung von Leichtbaustrukturen begonnen. Aktuell hat der an der Bergischen Universität Wuppertal den Lehrstuhl für Optimierung mechanischer Strukturen inne. Am Lehrstuhl wird intensiv an neuen Verfahren der Strukturoptimierung geforscht.

Inhalt
Einführung.- Grundwissen zur Entwicklung mechanischer Strukturen.- Mathematische Grundlagen der Optimierung.- Optimierungsverfahren.- Optimierungsprogrammsysteme.- Optimierungsstrategien.- Methoden zur Formoptimierung .- Methoden zur Topologieoptimierung.- Weitere exemplarische Anwendungen der Strukturoptimierung.- Anhang.