 | 2007 |
Abstract:
Im Rahmen der Forschungsarbeit wird die Interaktion zwischen der Fertigung verstärkter und unverstärkter Strangpressprofile und deren strukturmechanischen Eigenschaften in der multikriteriellen, multidisziplinären und diskrete Strukturoptimierung betrachtet. Dazu werden zum einen Approximationsverfahren, Algorithmen und Optimierungsabläufe entwickelt und implementiert, zum anderen die optimierten Bauteil- und Strukturentwürfe bezüglich der Fertigungseinflüsse evaluiert. Zur zeitgerechten Bearbeitung dieser Problemstellung wird eine neue Vorgehensweise zur Erstellung sog. „Response Surface Approximationsmodelle“ (kurz RSA) entwickelt, die numerisch aufwendige Modelle und Testdaten durch explizite Modelle ersetzen und dadurch die Wiederholung der Modellauswertung in der Optimierung in kurzer Zeit ermöglichen. Auf Grund der neuen Fertigungsprozesse und der dafür erst in Entwicklung befindlichen Simulationstools hat sich als zweite wichtige Methode die Modellierung von qualitativem, „ingenieurmäßigem“ Wissen zur Ergänzung der darstellbaren Einflüsse in der Optimierung als vorteilhaft erwiesen. Erste Ansätze zur Bildung von Modellen, die auf Fuzzy Rule Based Systems (kurz FRBS) beruhen, wurden untersucht und erweitert und zeigen großes Potential für zukünftige Anwendungen. Der für die dargestellten Optimierungsprobleme gut geeignete, genetische Algorithmus GAME (Genetic Algorithm for Multicriteria Engineering) wurde bezüglich der Konvergenzgeschwindigkeit und der Vollständigkeit der pareto–optimalen Lösungen bei multikriteriellen Problemen verbessert. Alle Methoden weisen eine hohe Flexibilität und Allgemeingültigkeit für praxisnahe Optimierungsaufgaben auf. Die Optimierung eines einseitig eingespannten Profils ergibt die Verteilung der Verstärkungselemente unter strukturmechanischen und fertigungstechnischen Gesichtspunkten. Die Optimierung eines Fahrzeug Space Frame lieferte Hinweise zum gezielten Einsatz gekrümmter, verstärkter und unverstärkter Profile in Strukturen.