In dieser Dissertation wird das interdisziplinäre Gebiet der Topologieoptimierung aus der Strukturoptimierung gekreuzt mit dem mathematischen Gebiet der Informations- und Kodierungstheorie, um für RAMS (Reliability, Availability, Maintainability, Safety) eine Lösung zu erhalten, die der Sicherheitstechnik fail-safe genügt. Nach einer neuen, verallgemeinerten Definition der Redundanz wird diese verwendet um redundante Strukturen zu berechnen. In dieser Arbeit werden zwei grundlegend verschiedene Methoden der Topologieoptimierungen benutzt. Im einen Fall wird von einer kontinuierlichen Struktur ausgegangen. Dazu wird der Bauraum vollständig in einzelne Elemente aufgeteilt. Da nicht die Topologieoptimierung an sich Gegenstand dieser Arbeit ist, sondern das Finden redundanter Strukturen, wurde hier – um größtmögliche Vergleichbarkeit zu gewährleisten – der erfolgreichste und verbreiteste Ansatz SIMP gewählt. Im anderen Fall wird der Bauraum durch diskrete Elemente abgedeckt. Um die notwendige Rechenzeit gering zu halten, wurden die einfachsten Elemente hierfür gewählt. Der Bauraum wurde also mit Stäben überdeckt und aus diesen werden die sinnvollsten ausgewählt. Dies entspricht der ground structure method. Zur Bewertung wurde die matrix force method verwendet. Aktuelles Forschungsinteresse ist die Berücksichtigung von möglichen Schäden – vielerorts wird dies durch die Vermeidung von Schäden durchgeführt. In dieser Arbeit soll nicht vermieden werden, daß ein Schaden eintritt. Statt dessen soll die Lösung auch nach Eintritt eines Schadens noch ihre Aufgabe erfüllen. Es wird also eine redundante Struktur gesucht. Eine neue Definition der Redundanz in der vorliegenden Arbeit ermöglicht eine Anwendung dieses Begriffs in der Topologieoptimierung um letztlich relevante Schäden an der optimierten Struktur zuzulassen und somit redundante Strukturen numerisch zu berechnen.    «

In dieser Dissertation wird das interdisziplinäre Gebiet der Topologieoptimierung aus der Strukturoptimierung gekreuzt mit dem mathematischen Gebiet der Informations- und Kodierungstheorie, um für RAMS (Reliability, Availability, Maintainability, Safety) eine Lösung zu erhalten, die der Sicherheitstechnik fail-safe genügt. Nach einer neuen, verallgemeinerten Definition der Redundanz wird diese verwendet um redundante Strukturen zu berechnen. In dieser Arbeit werden zwei grundlegend verschiedene...    »