Optimierung mechanischer Strukturen : Grundlagen und industrielle Anwendungen

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. 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. 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. Er hat seit Ende 2012 den Lehrstuhl "Optimierung mechanischer Strukturen" an der Bergischen Universität Wuppertal inne. Front Matter ....Pages I-XII Einführung (Axel Schumacher)....Pages 1-7 Grundwissen zur Entwicklung mechanischer Systeme (Axel Schumacher)....Pages 9-48 Mathematische Grundlagen der Optimierung (Axel Schumacher)....Pages 49-60 Optimierungsverfahren (Axel Schumacher)....Pages 61-124 Optimierungsprogrammsystem (Axel Schumacher)....Pages 125-153 Optimierungsstrategien (Axel Schumacher)....Pages 155-184 Methoden zur Formoptimierung (Axel Schumacher)....Pages 185-235 Methoden zur Topologieoptimierung (Axel Schumacher)....Pages 237-279 Exemplarische Anwendungen und weitergehende Forschungen (Axel Schumacher)....Pages 281-318 Back Matter ....Pages 319-356 Ziel des Buches ist es, die notwendigen Kenntnisse fur den effizienten Einsatz von mathematischen Optimierungsverfahren in der Strukturauslegung von Bauteilen zu vermitteln. Der Autor bezieht die neuesten Entwicklungen und Anwendungsbereiche auf dem Gebiet der Optimierung ein.