Angewandte Strukturoptimierung

Strukturoptimierung ist ein wichtiger Bestandteil der Entwicklungsprozesse bei der Herstellung technischer Bauteile, Werkzeuge und Konstruktionen. Das grundsätzliche Ziel der Strukturoptimierung ist mit Hilfe mathematischer Algorithmen bessere, sogar optimale Entwürfe zu finden. Strukturoptimierung (Form-, Topologie- und Dimensionierungsoptimierung) spielt eine zunehmend wichtige Rolle, z. B. in folgenden Anwendungsbereichen:

• Mechanik, Akustik und Aerodynamik
• Leichtbau der Luft- und Raumfahrt
• Automobilbau und Maschinenbau
• Medizinische Implantate
• komplizierte CAD-Modelle
• Innovation in Materialwissenschaften

Projektbeispiel

Formoptimierung mikrostrukturierter biomorpher Keramiken
Das mikroskopische mechanische Verhalten der Keramiken hängt im Wesentlichen von den mikrostrukturellen geometrischen Größen wie die Längen und Breiten der die Zellwände der Mikrozellen bildenden Materialschichten ab. Diese Größen können durch Variation der Prozessparameter bei der Herstellung von Keramiken sehr genau eingestellt werden.

Im Projekt wurden mathematische Methoden und algorithmische Werkzeuge zur Berechnung von mikroskopischen Größen als Designparameter entwickelt. Das Ziel war die Optimierung des Verhaltens von Keramiken unter verschiedenen Lastbedingungen mit Bezug auf die ausgewählten mechanischen Güterkriterien (z. B. maximale Steifheit).

Prof. Dr. Svetozara Petrova steht für weitere Informationen gerne zur Verfügung.