Numerical shape optimization is a general and highly efficient tool to improve mechanical properties of structural designs. Especially shell structures seriously profit by geometries which allow for load carrying by membrane action instead of bending. The most important modeling step of shape optimization problems is the correct shape parametrization. This thesis shows that FE-based parametrization is well suited to define large and flexible design spaces with a minimal modeling effort. Besides the efficient sensitivity analysis the large number of design variables also require regularization methods to control curvature of the optimal geometry and mesh quality. Several real life examples from civil engineering and automotive industry prove efficiency and accuracy of the presented shape optimization strategy.     «

Numerical shape optimization is a general and highly efficient tool to improve mechanical properties of structural designs. Especially shell structures seriously profit by geometries which allow for load carrying by membrane action instead of bending. The most important modeling step of shape optimization problems is the correct shape parametrization. This thesis shows that FE-based parametrization is well suited to define large and flexible design spaces with a minimal modeling effort. Besi...     »

Numerische Formoptimierung ist ein allgemeines und hocheffizientes Werkzeug, um mechanische Eigenschaften von Strukturentwürfen zu verbessern. Besonders Schalenstrukturen profitieren erheblich von Geometrien, welche einen Lastabtrag über Membrankräfte anstatt Biegemomenten ermöglichen. Der wichtigste Modellierungsschritt eines Formoptimierungsproblems ist die richtige Formparametrisierung. Diese Arbeit zeigt, dass die FE-Netz basierte Formparametrisierung sehr gut geeignet ist, um große und flexible Designräume mit einem minimalen Modellierungsaufwand zu definieren. Neben einer effizienten Sensitivitätsanalyse verlangt die große Anzahl der Optimierungsvariablen auch Regularisierungstechniken, um die Krümmung und die Netzqualität der optimalen Lösung zu kontrollieren. Einige Praxisbeispiele aus dem Bauingenieurwesen und dem Automobilbau zeigen Effizienz und Genauigkeit der vorgestellten Formoptimierungsstrategie.     «

Numerische Formoptimierung ist ein allgemeines und hocheffizientes Werkzeug, um mechanische Eigenschaften von Strukturentwürfen zu verbessern. Besonders Schalenstrukturen profitieren erheblich von Geometrien, welche einen Lastabtrag über Membrankräfte anstatt Biegemomenten ermöglichen. Der wichtigste Modellierungsschritt eines Formoptimierungsproblems ist die richtige Formparametrisierung. Diese Arbeit zeigt, dass die FE-Netz basierte Formparametrisierung sehr gut geeignet ist, um große und f...     »