Form- und Topologieoptimierung mittels Evolutionärer Algorithmen und heuristischer Strategien

Hohe Anforderungen und Erwartungen an die Automobilindustrie und ihre zukünftigen Produkte, insbesondere durch steigende Gesetzesvorgaben für CO₂-Emissionen, erfordern gerade in der Fahrzeugentwicklung verstärkte Leichtbauanstrengungen. Gleichzeitig sind auf Grund der intensiven Wettbewerbssituation die Kosten weiter zu senken und vielfältige technische Anforderungen einzuhalten. Für diesen Zielkonflikt sind neue Lösungswege notwendig. Hier setzen die Form- und Topologieoptimierung als rechnergestützte Verfahren an. Die bisherigen Ansätze werden in dieser Arbeit so weiterentwickelt, dass neben Steifigkeitsvorgaben auch maximale mechanische Spannungswerte für Betriebslastfälle oder nichtlineares Bauteilverhalten für Missbrauchslastfälle berücksichtigt werden. Mittels Evolutionärer Algorithmen und ableitungsfreien Heuristiken ist es möglich, bei industriellen Anwendungen weitere 20% Bauteilgewicht und Materialkosten einzusparen. Zusätzlich kann die Entwicklungszeit stark verkürzt werden.