Schwarmintelligente Konstruktion von Fachwerksstrukturen mit integrierter Steifigkeitsanalyse

Bei dem Thema geht es um eine Softwarelösung in MATLAB, bei der ausgehend von einem vorgegebenen Bauraum und Randbedingungen (feste Einspannungen und wirkende Kräfte) eine "optimale" Fachwerksstruktur generiert wird, die bzgl. mehrerer Ziele (Leichtbau, Steifigkeit, Montageaufwand) pareto-optimal ist. Dazu werden schwarmintelligente Verfahren eingesetzt, bei denen zunächst eine Grobstruktur durch Ameisenalgorithmen gefunden wird. Anschließend wird die genaue Struktur, d.h. Knotenpositionen der Streben, mit der Partikelschwarmoptimierung gefunden. Während der Optimierung werden im Hintergrund permanent Steifigkeitsuntersuchungen durchgeführt, indem automatisch ein Balkenmodell aufgebaut wird, welches in kurzer Rechenzeit die Verformung in hinreichender Genauigkeit ermittelt. Also Ergebnis erhält man ein parametrisiertes CAD-Modell in CATIA-V5, welches dort weiterverarbeitet werden kann.