In design of shell structures, shape optimization is especially important due to the close and sensitive relation between shape and structural behaviour. Relevant aspects of shape optimization of shells related to structural and sensitivity analysis and shape design are studied. In structural analysis of thin structures, standard displacement elements suffer from locking phenomena, yielding inaccurate results. In an optimization process, these effects spread from structural analysis to sensitivity analysis and, as a consequence, through all the optimization loop. The consequences in the optimization result, both quantitatively and qualitatively, may be severe. Regarding the design module, a comparison between CAD- and FE- based design parametrization is done, paying special attention to the flexibility of shape description. A shape control technique to regularize surfaces using intrinsic curvature measures is proposed. This approach allows to obtain smooth designs and avoid wiggly shapes in optimization results obtained when using FE based parametrization.     «

In design of shell structures, shape optimization is especially important due to the close and sensitive relation between shape and structural behaviour. Relevant aspects of shape optimization of shells related to structural and sensitivity analysis and shape design are studied. In structural analysis of thin structures, standard displacement elements suffer from locking phenomena, yielding inaccurate results. In an optimization process, these effects spread from structural analysis to sensitivi...     »

Aufgrund der ausgeprägten und empfindlichen Wechselwirkungen von Form und Strukturverhalten spielen Formoptimierungsmethoden beim Entwurf von Schalentragwerken eine wichtige Rolle. In der Arbeit werden relevante Aspekte der Strukturberechnung, der Sensitivitätsanalyse sowie des Designs im Rahmen der Formoptimierung von Schalentragwergeken untersucht. Bei der Berechnung von dünnwandigen Strukturen mit verschiebungsbasierten finiten Elementen können Locking-Phänomene auftreten, die zu ungenauen Ergebnissen führen. In einem Optimierungsprozess überträg sich diese Wirkung von der Strukturanalyse auf die Sensitivitätsanalyse, folglich auf die gesamte Optimierungsschleife und schließlich auf dem Optimierungsergebnis. In Bezug auf das Entwurfswerkzeug wird ein Vergleich zwischen CAD- und FE-basiertem Design, mit speziellem Augenmerk auf der Flexibilität bei der Formbeschreibung, angestellt. Es wird eine Formregelungsmethode vorgeschlagen, die die Fläche durch vorgegebene Krümmungsmaße regularisiert. Das Verfahren ermöglicht den Entwurf glatter Flächen und vermeidet wellige Ergebnisse bei der Verwendung einer FE-basierten Parametrisierung.     «

Aufgrund der ausgeprägten und empfindlichen Wechselwirkungen von Form und Strukturverhalten spielen Formoptimierungsmethoden beim Entwurf von Schalentragwerken eine wichtige Rolle. In der Arbeit werden relevante Aspekte der Strukturberechnung, der Sensitivitätsanalyse sowie des Designs im Rahmen der Formoptimierung von Schalentragwergeken untersucht. Bei der Berechnung von dünnwandigen Strukturen mit verschiebungsbasierten finiten Elementen können Locking-Phänomene auftreten, die zu ungenauen Er...     »