Bionik in der Strukturoptimierung Praxishandbuch für ressourceneffizienten Leichtbau


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christian.hamm [ at ] awi.de

Abstract

ELiSE-Verfahren ELiSE (Evolutionary Light Structure Engineering) ist eine Methode zur Entwicklung von optimierten Leichtbaustrukturen durch Kombination mehrerer aufeinander aufbauender Strukturoptimierungsdisziplinen. Analog zum Produktentwicklungsprozess der VDI 2221 [92] wird mit ELiSE ein Vorgehen mit Methoden und Tools zur Verfügung gestellt, um effiziente Leichtbaustrukturen entwickeln zu können. Das ELiSE-Verfahren selbst ist in der VDI-Richtlinie 6224 Blatt 3 [99] spezifiziert. Basis dieser Vorgehensweise sind die natürlich optimierten Strukturen der Planktonschalen, insbesondere der Diatomeen und Radiolarien, deren Schalen sich durch die Evolution zu sehr leichten und mechanisch stabilen Strukturen entwickelt haben. In den meisten Fällen ist es nicht möglich, mit einem Programm quasi auf „Knopfdruck“ effiziente Leichtbaustrukturen zu entwickeln. Selbst di in verschiedenen Varianten verfügbaren und inzwischen ausgereiften Programme zur Topologieoptimierung helfen zwar ausgezeichnet bei einfacheren Entwicklungen, stoßen jedoch bei komplexeren Aufgaben an ihre Grenzen. Ein weiteres Problem liegt in der Natur der meisten Optimierungsprozesse: In der Regel gibt es kein einzelnes, klares Optimum, das man durch kontinuierliches Verbessern einer Ausgangsstruktur zwangsläufig erreicht, sondern ein ganzes Optimierungsgebirge, d.h. viele, oft sehr unterschiedliche Lösungen für eine technische Aufgabe. Darüber hinaus müssen technische Leichtbaustrukturen in der Regel weitere Anforderungen wie Robustheit und bestimmtes Schwingungsverhalten erfüllen.



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Eprint ID
47983
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Hamm, C. (2018): Bionik in der Strukturoptimierung Praxishandbuch für ressourceneffizienten Leichtbau , In: Bionik in der Strukturoptimierung, ELiSE Verfahren, Würzburg, Vogel Communications Group, 221 p., ISBN: 978-3-8343-3381-0 .


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