Die am Lehrstuhl für Statik entwickelte Formfiltermethode wird auf Dimensionierungsdesignvariablen erweitert. Dies ermöglicht die Optimierung dünnwandiger Strukturen mit variabler Dickenverteilung. Darüber hinaus erlaubt die Kombination von Form- und Dickenvariablen in einem monolithischen Optimierungsansatz, sodass die Wechselwirkung zwischen den Gestaltungsvariablen für Form und Dicke erfasst wird, den Entwurf komplexer Leichtbaustrukturen.

Bei der gleichzeitigen Optimierung unterscheiden sich Form- und Dickenvariablen deutlich hinsichtlich ihrer physikalischen Skalen und ihres Einflusses. Ohne geeignete Skalierung führt diese Diskrepanz zu ineffizienten Optimierungsverläufen. Daher werden Skalierungsstrategien für Designvariablen untersucht, um die Konvergenz gradientenbasierter Optimierungsmethoden zu verbessern.

Die zukünftige Forschung zu Betonschalenstrukturen wird sich auf die Reduzierung von Zugspannungen, die Weiterentwicklung konstitutiver Modelle für Stahlbeton sowie auf die Berücksichtigung sowohl von Bewehrungs- als auch von Vorspannungseffekten in der Strukturanalyse konzentrieren.

Veröffentlichungen

• Schmölz, David; Devresse, Bastian; Geiser, Armin; Bletzinger, Kai-Uwe: Simultaneous node-based shape and thickness optimization of thin-walled structures using the explicit Vertex Morphing method. Structural and Multidisciplinary Optimization 68 (2), 2025, DOI