8. Methoden zur Topologieoptimierung

Die Topologie eines Bauteils, d. h. die Lage und Anordnung von Strukturelementen, kann das Strukturverhalten entscheidend beeinflussen. Eine Topologieoptimierung muss deshalb in einem sehr frühen Stadium des Entwurfsprozesses erfolgen. Die meisten heutigen Topologieoptimierungsverfahren liefern Design-Vorschläge basierend auf wenigen Vorgaben wie zulässiger Entwurfsraum, Lagerung und Belastung. In der Regel werden einfache Optimierungsfunktionale, wie das Gewicht und die mittlere Nachgiebigkeit (vgl. Abschn. 2.4) berücksichtigt. Diese Design-Vorschläge müssen dann in eine Konstruktion umgesetzt werden. In diesem Kapitel werden zunächst diese Verfahren behandelt. Die direkte Berücksichtigung aller in der Formoptimierung üblichen Optimierungsfunktionale ist nur mit der parametrischen Beschreibung der Bauteilränder möglich. Dies führt zu wesentlich aufwändigeren Verfahren, welche danach beschrieben werden.