E-Book Overview
Ziel des Buches ist es, die notwendigen Kenntnisse für den effizienten Einsatz von mathematischen Optimierungsverfahren in der Gestaltung und der Strukturauslegung von Bauteilen zu vermitteln. Dabei werden auch die wesentlichen Grundlagen zum rechnergestützten Konstruieren und Berechnen zur Verfügung gestellt.
Der Autor bezieht die neuesten Entwicklungen und Anwendungsbereiche auf dem Gebiet der Optimierung ein und diskutiert die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Optimierungsansätze. Die vorgestellten konkreten Anwendungen der Optimierung erleichtern die Einarbeitung in das mathematisch anspruchsvolle Gebiet. Mit Hilfe der bereitgestellten Übungsaufgaben kann der Leser das Gelernte am eigenen Computer vertiefen. In der aktuellen 2. Auflage wurden Erklärungen überarbeitet und aktuelle Optimierungsalgorithmen und -verfahren aufgenommen.
Das Lehrbuch ist für Studierende und praktisch tätige Ingenieure und Ingenieurinnen konzipiert und auch als Nachschlagewerk geeignet.
E-Book Content
Axel Schumacher
Optimierung mechanischer Strukturen Grundlagen und industrielle Anwendungen 2. Auflage
Optimierung mechanischer Strukturen
Axel Schumacher
Optimierung mechanischer Strukturen Grundlagen und industrielle Anwendungen 2., aktualisierte und erweiterte Auflage 2013
Axel Schumacher Fachbereich D – Maschinenbau Lehrstuhl „Optimierung mechanischer Strukturen“ Bergische Universität Wuppertal Wuppertal, Deutschland
ISBN 978-3-642-34699-6 ISBN 978-3-642-34700-9 (eBook) DOI 10.1007/978-3-642-34700-9 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Vieweg © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media www.springer-vieweg.de
Vorwort
Dieses Buch ist aus Vorlesungen entstanden, die ich an der Universität Siegen, an der Technischen Universität Darmstadt, der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg und der Bergischen Universität Wuppertal halte bzw. gehalten habe. Das Buch ist geschrieben für Studierende sowie Ingenieure und Ingenieurinnen, welche die mathematischen Optimierungsverfahren für ihre Entwicklungsaufgaben einsetzen wollen. Hierzu bietet das Buch vertiefte Kenntnisse. Es hilft bei der Auswahl geeigneter Vorgehensweisen und Algorithmen. Nach dem Studium dieses Buches sollte die Einarbeitung in die unterschiedliche Software zur Optimierung kein Problem bereiten. Die behandelten Methoden der Strukturoptimierung, die in einigen Industriebereichen bereits erfolgreich zum Einsatz kommen, werden in den nächsten Jahren auch auf andere Industriebereiche übertragen werden. Ich hoffe, dass die Leser und Leserinnen dieses Buchs mit den erlernten Fähigkeiten hierzu einen aktiven Beitrag leisten können. Die meisten der vorgestellten Anwendungsbeispiele sind Standardaufgaben aus der Industrie, hauptsächlich aus dem Luftfahrt- und Automobilbereich. Sie sind so aufbereite