Numerische Optimierung des Crashverhaltens von Fahrzeugstrukturen und -komponenten

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Diese Dissertation behandelt den Einsatz von Optimierungsverfahren in FEM-Crashsimulationen zur Crashauslegung von Fahrzeugen. Der Aufwand, Zeitbedarf und das Resultat der Optimierung hängen stark von der Aufgabenstellung, den Randbedingungen und dem gewählten Verfahren ab. Da das geeignete Verfahren a priori nicht bekannt ist, können Zeit- und Kapazitätsressourcen vergeudet werden, was einen produktiven Einsatz im Crashauslegungsprozess erschwert. Ein Ansatz zur Lösung dieses Dilemmas wird durch den "regelbasierten Crash-Optimierungsprozess“ vorgestellt. Entwickelte Approximationsverfahren und Evolutionsstrategien berücksichtigen Nichtlinearitäten, Unstetigkeiten, lange Berechnungsdauern und die Vielzahl an Entscheidungsvariablen. Diese Methoden ermöglichen Lösungen mit vertretbarem Zeit- und Rechenaufwand. Der automatisierte Optimierungsprozess mit spezifischer Zuordnung der Verfahren verbessert die Effizienz und reduziert das Optimierungsrisiko. Da reale Streuungen das Crashverhalten beeinflussen, wird auch die Robustheit der Lösungen in den Analyse- und Optimierungsmethoden berücksichtigt. Dadurch wird eine wesentliche Hürde für den produktiven Einsatz der Optimierungsverfahren im Entwicklungsprozess überwunden. Unerschlossene Potenziale zur Gewichtsreduktion und Funktionsverbesserung von Fahrzeugen werden erschlossen, was die Praktikabilität der Vorgehensweise in der Fahrzeugtechnik unterstreicht. Ein Anwendungsbeispiel i