Structural optimization of shape adaptive structures
Final Report Abstract
Im Themengebiet der Bistabilität wurde eine Optimierungszielfunktion vorgestellt, die sich zur Erzeugung selbststabiler Verformungszustände eignet. Zugrunde liegt hierbei eine verschiebungsgesteuerte, nichtlineare statische Analyse. Ein modifiziertes Prädiktorverfahren wurde eingesetzt, welches das Verhältnis der Designänderung aufeinanderfolgender Optimierungsschritte als Skalierungsfaktor für die Extrapolation der Verformungsänderung einsetzt. Zur Vermeidung überkritischer oder labiler Selbstgleichgewichtszustände wurde dem Optimierungsproblem eine eigenwertbasierte Nebenbedingung hinzugefügt. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurden Techniken der parameterfreien Formoptimierung eingesetzt, um neuartige Strukturen mit bistabilen Eigenschaften zu erzeugen, die sich einer Beschreibung durch analytische Modelle entziehen. Komplexe Formadaptive Strukturen wurden mit Formvariablen, sowie Lagendicken und Faserwinkeln optimiert. Außerdem wurde ein Konzept zur Formoptimierung elastischer Gelenke auf Schalenstrukturen vorgestellt. Eine Erweiterung der Vertex Morphing Methode zur knotenbasierten Formoptimierung ermöglicht es dabei, die Position des elastischen Gelenks gezielt vorzuschreiben.
Publications
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(See online at https://doi.org/10.1002/9781119176817.ecm2109) - (2017). Variable filter radii for Vertex Morphing based design of adaptive structures. In Proceedings of the 7th GACM Colloquium on Computational Mechanics for Young Scientists from Academia and Industry. Stuttgart, Germany
Geiser, A.; Wüchner, R.; Bletzinger, K.-U.
